FLUIDA DINAMIS “FLUIDA IDEAL DAN ASAS KONTINUITAS” PENYUSUN RIZKY AMELIA (06111282227047)
DAFTAR ISI PENYUSUN …………………………………………………………………………………………….i DAFTAR ISI …………………………………… ...................................................................................ii GLOSARIUM………………………………..........................................................................................iii PETA KONSEP .......................................................................................................................................iv PENDAHULUAN ……………………………………………………………………………………...1 A. Informasi Umum ..........................................................................................................................1 B. Capaian Pembelajaran ..................................................................................................................2 C. Kompetensi Awal ……………………………………………………………………………….3 D. Profil Pelajar Pancasila …………………………………………………………………………4 E. Sarana dan Prasarana …………………………………………………………………………....5 F. Target Peserta Didik …………………………………………………………………………….6 G. Model Pembelajaran ……………………………………………………………………………7 H. Tujuan Pembelajaran …………………………………………………………………………...8 I. Pemahaman Bermakna …………………………………………………………………………..9 J. Persiapan Pembelajaran …………………………………………………………………………10 Kegiatan Pembelajaran 1 ……………………………………………………………………………….11 FLUIDA IDEAL ..............................................................................................................................11 A. Literasi ………………………………………………………………………………………….11 Kegiatan Pembelajaran 2 .........................................................................................................................12 ASAS KONTINUITAS ...................................................................................................................12 A. Literasi………………………………………………………………………………………….12 PENGAYAAN DAN REMEDI ............................................................................................................13 LEMBAR KERJA PESERTA DIDIK ………………………………………………………………....14 DAFTAR PUSTAKA …………………………………………………………………………………..16
GLOSARIUM
Informasi Umum Mata Pelajaran FISIKA Institusi SMA Negeri 1 Merawang Tahun Disusun 2024 Jenjang Sekolah Sekolah Menengah Atas (SMA) Fase/ Kelas F/XI Jumlah Pertemuan 5 x 2 JP Alokasi Waktu 10 X 45 menit (450 menit) Kata Kunci Debit Aliran, Volume, Laju aliran, Luas Penampang, Tekanan, Massa Jenis, Gaya Angkat Jumlah Peserta 31 Peserta Didik Moda Tatap Muka (Luring) Pendekatan Pendekatan Saintifik Model Pembelajaran Problem Based Learning
CAPAIAN PEMBELAJARAN Pada akhir fase F, peserta didik mampu menjelaskan tentang Fluida Dinamis. Peserta didik mampu menjelaskan ciri-ciri Fluida Ideal. Peserta didik mampu menjelaskan Asas Kontinuitas. Peserta didik mampu memformulasikan Asas Kontinuitas. Peserta didik mampu menghitung debit Fluida. Peserta didik mampu menentukan alat dan bahan percobaan untuk mengukur debit fluida. Peserta didik mampu menentukan besarnya debit fluida yang mengalir dan menunjukan kebenaran asas kontinuitas sedrta memiliki sikap tanggung jawab, toleransi dan spiritual.
SMA N 1 MERAWANG pg. 2 Pada kegiatan pembelajaran ini akan dilatihkan dimensi profil pelajar pancasila tentang: 1. Beriman, bertakwa kepada Tuhan Yang Maha Esa dan berakhlak mulia dengan cara melatih siswa berdoa sebelum dan sesudah belajar. 2. Berkebinikaan global dengan cara melatih siswa tidak membeda-medakan teman ketika pembentukan kelompok diskusi atau praktikum. 3. Mandiri dengan cara melatih siswa untuk mengerjakan soal latihan di setiap akhir kegiatan pembelajaran tanpa bantuan orang lan. 4. Bergotong royong dengan cara melatih siswa untuk saling membantu dalam kerjasama kelompok saat praktikum atau diskusi/presentasi. 5. Bernalar kritis dengan cara melatih siswa dengan pertanyaan – pertanyaan dalam peristiwa kehidupan sehari-hari yang berhubungan dengan topik materi. 6. Kreatif dengan cara melatih siswa berinovasi dalam menentukan/menemukan rumusrumus yang digunakan dalam pemecahan soal. 1. Gawai 4. Buku Teks 7. Handout materi 2. Laptop/Komputer PC 5. Papan tulis/White Board 8. Infokus/Proyektor/Pointer 3. Akses Internet 6. Lembar kerja 9. Referensi lain yang mendukung Sebelum memulai untuk mengikuti kegiatan belajar ini, pastikan kalian sudah pernah belajar materi tentang gerak dan materi matematika dasar tentang luas, volume dan debit.
SMA N 1 MERAWANG pg. 3 Peserta didik reguler/tipikal: umum, tidak ada kesulitan dalam mencerna dan memahami materi ajar. Blended learning melalui model pembelajaran dengan menggunakan Project Based Learning (PBL) terintegrasi pembelajaran berdiferensiasi berbasis Social Emotional Learning (SEL). 1. Menjelaskan tentang Fluida Dinamis 2. Menjelaskan ciri-ciri Fluida Ideal 3. Menjelaskan Asas Kontinuitas 4. Menformulasikan Asas Kontinuitas 5. Menghitung debit fluida 6. Menerapkan Asas Kontinuitas dalam kehidupan sehari-hari 7. Menentukan alat dan bahan percobaan untuk mengukur debit fluida 8. Menentukan besarnya debit fluida yang mengalir dan menunjukan kebenaran asas kontinuitas serta memiliki sikap tanggung jawab, toleransi dan spiritual.
SMA N 1 MERAWANG pg. 4 Coba kalian amati benda benda disekitar kita, adakah benda itu sesuai dengan judul modul ini? Benda yang akan kita bahas adalah benda yang ada disekitar kita. Pernahkah anda mengamati benda atau kejadian seperti pada gambar ? Benda-benda diatas adalah kecepatan aliran air saat pipa di pencet dan tidak dipencet, kecepatan air saat mengalir di sungai dan kecepatan aliran darah saat melewati arteri dan vena.
SMA N 1 MERAWANG pg. 5 luida dinamis merupakan fluida yang bergerak. Contoh Fluida dinamis dalam kehidupan sehari-hari antara lain : Sungai, air terjun, ombak,dan lain-lain. Dapat kita amati fenomena fluida dinamis di kehidupan sehari-hari yaitu pada sayap pesawat terbang yang memiliki penampang lintang melengkung dengan bagian depan lebih tebal dari pada belakang. desain seperti ini disebut oerofil.Fluida dinamis merupakan fluida yang mengalir, sehingga dalam alirannya terdapat garis arus. Yang dimaksud garis arus adalah aliran fluida yang mengikuti suatu garis (lurus melengkung) yang jelas ujung dan pangkalnya. ketika melebihi suatu kelajuan tertentu, aliran fluida menjadi turbulen.
SMA N 1 MERAWANG pg. 6 KENAPA PESAWAT BISA TERBANG?
Kebersihan sebagian dari iman rapi, dan nyaman. Berdoalah terlebih dahulu, kemudian mengingat kembali materi sebelumnya tentang materi fluida statis pada pertemuan sebelumnya. Perhatikan suasana kelas, pastikan tempat kelas Kalian bersih, .
SMA N 1 MERAWANG pg. 8 Literasi FLUIDA IDEAL A. Pengertian Fluida Dinamis Saat sebagian mulut selang kamu sumbat, pasti kecepatan gerak airnya akan semakin besar. Di dalam Fisika, kondisi semacam itu dipelajari dalam fluida dinamis, lho. Lalu, apa yang dimaksud fluida dinamis?. Fluida dinamis adalah fluida yang bergerak atau mengalir. Aliran fluida ini akan membentuk garis-garis arus. Contoh jenis fluida adalah zat cair dan gas. Lalu, bagaimana dengan zat padat? Zat padat tidak termasuk fluida karena tidak bisa mengalir seperti zat cair dan gas. Saat mendapatkan tekanan, zat padat juga tidak mudah terdeformasi. Berikut ini rumus fluida dinamis: Keterangan Rumus Q = debit fluida (m3 /s) V = volume (m3 ) t = waktu (s) B. Pengertian Fluida ideal dan ciri-cirinya Fluida ideal adalah fluida yang memenuhi syarat berikut; Fluida incompressible (tidak termampatkan); tidak mengalami perubahan volume ketika mendapatkan tekanan, sehingga massa jenisnya tidak berubah. Fluida ideal juga dianggap mempunyai sifat:alirannya lunak,tidak kental, dan tidak termampatkan. Perhatikan link berikut: https://prezi.com/tntemijds3k7/fluida-ideal/ . Ciri-ciri fluida ideal adalah : Aliran fluida merupakan aliran tunak (steady state). Aliran fluida tidak termampatkan (incompressible). Fluida ideal merupakan fluida yang tak kental (non viscous) Aliran fluida merupakan aliran garis arus (streamline)
SMA N 1 MERAWANG pg. 8 Literasi ASAS KONTINUITAS A. Pengertian Asas Kontinuitas Kontinuitas adalah sebuah konsep yang mengacu pada keadaan atau kondisi dari suatu hal, yang berlangsung secara terus-menerus atau tanpa putus-putus. Menurut asas ini, fluida yang tunak dan tidak termampatkan memiliki debit yang selalu tetap di setiap titik di sepanjang pipa. Itu artinya, laju aliran fluida akan berbanding terbalik dengan luas penampang pipanya. Semakin besar luas penampang pipa yang dilewati fluida, semakin kecil kelajuan fluidanya. Sebaliknya, semakin kecil luas penampang pipa, semakin besar kelajuan airnya. Konsep ini dapat diterapkan pada berbagai bidang, seperti matematika, fisika, dan bahkan dalam kehidupan sehari-hari. Secara matematis, asas kontinuitas dirumuskan sebagai berikut. Rumus Asas Kontinuitas v1 A1 = v1 A2 Keterangan Rumus v1 = kelajuan fluida di penampang 1 (m/s) v2 = kelajuan fluida di penampang 2 (m/s) A1 = luas penampang 1 (m2) A2 = luas penampang 2 (m2) B. Pengertian Debit Debit atau laju volume merupakan besaran yang menyatakan volume fluida yang mengalir melalui suatu penampang tertentu dalam satuan waktu tertentu. Dengan Keterangan Rumus : Q = debit (m3/s ) V = Volume fluida ( m3 ) t = Waktu (s) KEGIATAN PEMBELAJARAN 2
SMA N 1 MERAWANG pg. 8 https://phet.colorado.edu/in/simulations/fluid-pressure-and-flow Contoh menggunakan aplikasi PHeT C. Persamaan Kontinuitas Misalkan contoh dalam kehidupan sehari-hari seperti air yang mengalir pada suatu selang. Jika suatu fluida mengalir dengan aliran tunak, maka massa fluida yang masuk ke salah satu ujung pipa haruslah sama dengan massa fluida yang keluar dari ujung pipa yang lain selama selang waktu yang sama. Hal ini berlaku karena pada aliran tunak tidak ada fluida yang dapat menginggalkan pipa melalui dinding-dinding pipa (garis arus tidak berpotongan) Jika luas penampang tabung kiri A1 maka massa fluida pada daerah yang diarsir adalah: Demikian juga untuk fluida yang terletak di ujung kanan tabung, massanya pada daerah yang diarsir adalah : Karena alirannya lunak (steady) dan massa konstan, maka massa yang masuk penampang A1 harus sama dengan massa yang masuk penampang A2. Oleh karena itu persamannya menjadi: Karena fluida tak termampatkan (massa jenisnya tidak berubah), maka persamaannya menjadi:
SMA N 1 MERAWANG pg. 8 Menurut persamaan kontinuitas, perkalian luas penampang dan kecepatan fluida pada setiap titik sepanjang suatu tabung alir adalah konstan. Persamaan di atas menunjukkan bahwa kecepatan fluida berkurang ketika melewati pipa lebar dan bertambah ketika melewati pipa sempit. C. Daya Oleh Debit Fluida Misalnya air terjun setinggi 40 meter dengan debit 50 m3/s dimanfaatkan untuk membuat turbin yang menggerakan generator listrik. Jika 20% energi air dapat diubah menjadi energi listrik ( g = 10 m2/s ), maka daya listrik yang dibangkitkan generator adalah...... D = η.ρ.Q.g.h = 20%.1000 kg/m3.50 m3/s. 10 m/s2 .40m = 4.000.000 W = 4 MW
SMA N 1 MERAWANG Pg.12 Peserta didik yang daya tangkap dan daya kerjanya lebih dari peserta didik lain, guru memberikan kegiatan pengayaan yang lebih menantang dan memperkuat daya serapnya terhadap materi yang telah diajarkan guru. Kerjakan soal pada link dibawah ini: https://www.youtube.com/watch?v=UVkpPS65olQ REMEDI Peserta didik yang hasil belajarnya belum mencapai target, guru melakukan pengulangan materi dengan pendekatan yang lebih individual dengan memberikan tugas individu tambahan untuk memperbaiki hasil belajar peserta didik yang bersangkutan berupa latihan soal Fluida Ideal dan Asas Kontinuitas.
SMA N 1 MERAWANG Pg.12 PROGRAM REMEDIAL DAN PENGAYAAN Sekolah : ..............................................………………. Mata Pelajaran : ..............................................………………. Kelas / Semester : ……… / ……… No Nama Peserta Didik Rencana Program Tanggal Pelaksanaan Hasil Kesimpulan Remedial Pengayaan Sebelum Sesudah 1 2 3 4 5 dst
SMA N 1 MERAWANG Pg.12 Bagaimana kalian sekarang? Setelah kalian mengikuti proses kegiatan belajar ini. Kalian dapat mengukur kemampuan diri dengan cara mengisi tabel berikut ini dengan penuh kejujuran No Pernyataan Ya Tidak 1 Apakah Anda dapat mengetahui fluida dinamis 2 Apakah Anda dapat mengetahui ciri-ciri fluida ideal dan Asas Kontinuitas. 3 Apakah Anda dapat menghitung debit fluida 4 Apakah Anda dapat mengetahui penerapan Asas Kontinuitas dalam kehidupan sehari-hari 5 Apakah Anda dapat mengetahui alat dan bahan percobaan debit fluida 6 Apakah Anda dapat memecahkan masalah terkait besaran debit fluida yang mengalir Jumlah Jika kamu menjawab dengan menyentang kata “Tidak”, maka kamu harus belajar kembali materi gerak ini dalam buku teks pelajaran atau sumber belajar yang lainnya yang relevan. Dan jika kamu menjawab dengan menyentang kata “Ya”, maka kamu dapat melanjutkan pembelajaran pada materi selanjutnya. “Berusahalah dengan keras bukan untuk menjadi sukses, tapi untuk menjadi lebih berharga.” Albert Einsteiin
SMA N 1 MERAWANG pg. 13 LAMPIRAN- LAMPIRAN LAMPIRAN 1 LEMBAR KERJA PESERTA DIDIK (LKPD) LKPD adalah panduan dalam melakukan aktivitas pembelajaran, yaitu: Kelas/Semester : XI / ....... Mata Pelajaran : ................................................................................. Hari/Tanggal : ................................................................................. Nama siswa : ................................................................................. Materi pembelajaran : ................................................................................. ................................................................................. ................................................................................. A. Setelah berdiskusi siswa dapat menjelaskan konsep fluida ideal 1. Sebutkan karakteristik fluida ideal dan jelaskan! Perhatikan video orang yang sedang menyiram tanaman https://www.istockphoto.com/id/video/manusia-menyiram-tanaman-gm1325426945-410457348 2. Berdasarkan video tersebut, pada saat air mengalir melalui selang, bagaimana volume air yang melalui luas penampang besar dan kecil? Sama atau berbeda? Jelaskan?
SMA N 1 MERAWANG pg. 13 3. Buatlah bagan luasan penampang dan kecepatan aliran air pada selang! Tuliskan juga besaran-besaran fisika yang terkait! 4. Apabila dalam selang waktu yang sama, volume fluida yang mengalir melalui penambang besar dan kecil adalah sama, maka tentukanlah hubungan antar luas penampang dan kecepatan aliran fluida! 5. Berdasarkan hasil diskusi nomer 3-5, mengapa pada saat bagian ujung selang luas penampangnya diperkecil, kecepatan aliran fluida bertambah cepat? 6. Debit adalah volume fluida yang melewati penampang tiap sekon. Bagaimana debit aliran fluida pada penampang besar dan kecil? Sama atau berbeda? Jelaskan!
SMA N 1 MERAWANG pg. 15 „ 7. Perhatikan gambar di bawah ini! Komponen apa sajakah yang terdapat pada gambar? Jawab: ……………………………………………………………………………………………………………………… ……………………………………………………………………………………………………………………… ……………………………………………………………………………………………………………………… ………………………………………. 8. Debit adalah besaran yang menyatakan banyaknya air yang mengalir selama 1 detik yang melewati suatu penampang luas, maka dapat diketahui persamaan dari hubungan ketiga komponen tersebut adalah 9. Mari kita tinjau aliran fluida yang melalui pipa seperti pada gambar no. 1 yang panjangnya L dengan kecepatan v. Luas penampang pipa adalah A. Selama t detik volume fluida yang mengalir adalah 10. Maka debit air adalah Debit = ……………… ……………….. Q = …… …… = ……. ……. Q = ……………
SMA N 1 MERAWANG pg. 15 11. Tinjau fluida yang mengalir di dalam pipa dengan luas penampang ujung-ujung pipa berbeda. Fluida mengalir dari kiri masuk ke pipa dan keluar melalui penampang di sebelah kanan seperti ditunjukkan gambar. 12. Air memasuki pipa dengan kecepatan v1. Volume air yang masuk dalam selang waktu Δt adalah: 13. Fluida tak termampatkan, dengan demikian bila ada V1 volume air yang masuk pipa, sejumlah volume yang sama akan keluar dari pipa. 14. Luas penampang ujung pipa yang lain adalah A2, maka 15. Karena V1 = V2 , maka V = …………… V = …………… ………….. = ……………
SMA N 1 MERAWANG pg. 15 DAFTAR PUSTAKA Daryanto. 2010. Media Pembelajaran Peranannya sangat Penting dalam Mencapai Tujuan Pembelajaran. Yogyakarta: Gava Media. Daryanto. 2013. Menyusun Modul Bahan Ajar Untuk Persiapan Guru dalam Mengajar.Yoyakarta: Gava media. Dina Indriana. 2011. Ragam Alat Bantu Media Pengajaran. Yogyakarta: DIVA Press. Giancoli, Douglas C. 1999. Fisika Edisi Kelima Jilid 1. Jakarta: Erlangga. Halliday, D., Resnick, R., & Walker. 2010. Fisika Dasar Edisi 7. Jakarta: Erlangga. Haris Mudjiman. 2007. Belajar Mandiri. Surakarta: Surakarta LPP UNS dan UNS Press.