MODUL PRAKTIKUM
FISIKA BERBASIS
PENDEKATAN
SAINTIFIK
KELAS
X
SMA/MA
Semester 2 IndraYahdi Putra
MODUL PRAKTIKUM KELAS X SMA SEMESTER GENAP
KATA PENGANTAR
Puji syukur kehadirat Tuhan Yang Maha Esa atas segala rahmat-
NYA sehingga modul ini dapat tersusun hingga selesai. Tidak lupa kami juga
mengucapkan banyak terimakasih kepada bapak Dasmo dan ibu Dandan
Luhur Saraswati sebagai dosen pembimbing juga ibu Indica yona
Okyraninda yang telah berkontribusi dengan memberikan sumbangan baik
materi maupun pikirannya.
Modul praktikum ini dibuat agar peserta didik merasakan
pengalaman langsung sehingga mampu mengembangkan kompetensi
keterampilan agar dapat menjelajahi dan memahami alam sekitar secara
ilmiah. Kegiatan praktikum merupakan suatu bentuk pembelajaran yang
melibatkan peserta didik dengan benda-benda, bahan-bahan dan peralatan
yang diperlukan serta dapat dilakukan secara individu ataupun kelompok.
Praktikum/eksperimen dapat diartikan juga sebagai cara penyajian
dimana peserta didik melakukan percobaan dengan mengalami dan
membuktikan sendiri seuatu yang dipelajari. Dalam prosesnya peserta didik
diberi kesempatan untuk melakukan sendiri, mengikuti suatu proses,
mengamati suatu obyek, menganalisis, membuktikan dan menarik
kesimpulan dari apa yang diamatinya.
Harapan kami semoga modul praktikum ini dapat menambah
pengetahuan dan pengalaman khususnya bagi penyusun agar dapat lebih
baik lagi dalam membuat media pembelajaran, serta modul ini diharapkan
1
MODUL PRAKTIKUM KELAS X SMA SEMESTER GENAP
dapat berguna bagi guru dan peserta didik sehingga memudahkan
pembelajaran di kelas.
Jakarta, Februari 2018
Penyusun
2
MODUL PRAKTIKUM KELAS X SMA SEMESTER GENAP
DAFTAR ISI
Kata Pengantar ....................................................................................... 1
Daftar Isi ................................................................................................. 3
Pendahuluan........................................................................................... 4
Metode Saintifik .................................................................................... 5
Kompetensi Inti ................................................................................... 10
Percobaan 1 Gerak Melingkar .............................................................. 11
Percobaan 2 Gaya Gravitasi ................................................................. 33
Percobaan 3 Usaha dan Energi ........................................................... 53
Percobaan 4 Momentum dan Impuls ................................................. 73
Percobaan 5 Gerak Harmonis ............................................................. 95
Appendiks ........................................................................................... 112
Glosarium ............................................................................................ 116
Daftar Pustaka .................................................................................... 110
3
MODUL PRAKTIKUM KELAS X SMA SEMESTER GENAP
Pendahuluan
A. Latar Belakang
Fisika pada hakikatnya adalah ilmu yang mempelajari gejala-
gejala alam melalui serangkaian proses yang dikenal dengan proses
ilmiah yang dibangun atas dasar sikap ilmiah dan hasilnya terwujud
sebagau produk ilmiah yang tersusun atas tiga komponen penting
berupa konsep, prinsip dan teori yang berlaku secara universal.
Pembelajaran fisika pada prosesnya menekankan pada pemberian
pengalaman langsung yang bertujuan untuk mengembangkan
kompetensi agar dapat menjelajahi dan memahami alam sekitar
secara ilmiah.
Fisika merupakan salah satu ilmu yang termasuk kedalam IPA
karenanya fisika mempunyai karakteristik yang sama. Kegiatan
praktikum dalam pembelajaran fisika disekolah adalah untuk
memperoleh pengalaman dalam menerapkan metode ilmiah melalui
percobaan atau eksperimen, dimana peserta didik melakukan
pengujian hipotesis dalam merancang percobaan melalui
pemasangan instrumen, pengambilan, pengolahan dan penafsiran
data, serta menyampaikan hasil percobaan secara lisan dan tertulis.
Pembuatan modul praktikum ini didasari pada Guru fisika
yang masih sulit merencanakan pembelajaran fisika khususnya
praktikum. Masih lemahnya dalam menerapkan prinsip-prinsip
ilmiah dalam proses pembelajaran disekolah, masih mengalami
kesulitan dalam mengembangkan materi ajar menjadi bahan ajar dan
4
MODUL PRAKTIKUM KELAS X SMA SEMESTER GENAP
pengalaman dalam melakukan penelitian atau praktikum masih
rendah.
Modul praktikum ini juga disusun dengan mengutamakan
kemudahan dalam melakukan praktikum, penyusun menulis
percobaan yang mudah untuk dilakukan, alat dan bahan-bahan
praktikum yang disajikan di dalam modul ini pun mudah untuk
didapatkan oleh guru atau peserta didik. Tersusunnya modul
praktikum ini diharapkan dapat membuat pembelajaran praktikum
dikelas semakin mudah dan dapat memenuhi kebutuhan para peserta
didik dan guru.
B. Metode Saintifik
Modul praktikum yang disusun ini berbasis pendekatan
saintifik agar sesuai dengan kebutuhan kurikulum 2013 yang berlaku.
Pendekatan saintifik adalah serangkaian langkah yang diikuti oleh
peneliti untuk menjawab pertanyaan spesifik tentang alam. Metode
ini melibatkan pengamatan, merumuskan hipotesis, dan melakukan
eksperimen ilmiah. Penyelidikan ilmiah dimulai dengan observasi
yang dilanjutkan dengan rumusan pertanyaan tentang apa yang telah
diamati. Langkah-langkah metode ilmiah adalah sebagai berikut:
5
MODUL PRAKTIKUM KELAS X SMA SEMESTER GENAP
Gambar 1. Metode Saintifik
Observasi (Pengamatan)
Langkah pertama metode ilmiah melibatkan pengamatan
tentang sesuatu yang menarik minat peserta didik. Ini sangat penting
jika peserta didik mengerjakan proyek sains, proses ini sangat penting
karena proyek yang dikerjakan berawal dari sesuatu yang menarik
perhatian hasil dari pengamatan peserta didik. Pengamatan bisa
terjadi pada apa saja mulai dari benda yang terjatuh hingga cahaya
matahari, asalkan itu adalah sesuatu yang benar-benar ingin
diketahui lebih banyak. Disinilah ide untuk proyek sains akan
didapatkan.
6
MODUL PRAKTIKUM KELAS X SMA SEMESTER GENAP
Bertanya (Question)
Begitu peserta didik telah melakukan pengamatan, mereka
harus merumuskan pertanyaan tentang apa yang telah diamati.
Pertanyaan yang dibuat harus memberi tahu apa yang ingin
ditemukan atau dicapai dalam eksperimen atau praktikum. Saat
membuat pertanyaan usahakan harus sedetail mungkin untuk dapat
menjawab permasalahan yang ditemukan. Seperti, bagaimana massa
benda dapat mempengaruhi gerak melingkar?
Hipotesis
Hipotesis merupakan komponen kunci dari proses ilmiah.
Hipotesis adalah gagasan yang disarankan sebagai penjelasan untuk
kejadian alam, pengalaman tertentu, atau kondisi spesifik yang dapat
diuji melalui eksperimen yang dapat ditentukan. Ini menyatakan
tujuan eksperimen, variabel yang digunakan, dan hasil prediksi
percobaa. Penting untuk dicatat bahwa hipotesis harus dapat diuji.
Itu berarti peserta didik harus bisa menguji hipotesis yang dibuat
melalui eksperimen.
7
MODUL PRAKTIKUM KELAS X SMA SEMESTER GENAP
Experimen (Percobaan)
Begitu peserta didik telah mengembangkan sebuah hipotesis,
mereka harus merancang dan melakukan percobaan untuk menguji
hipotesis yang dibuat. Peserta didik harus mengembangkan prosedur
yang menyatakan dengan sangat jelas bagaimana merencanakan
untuk melakukan eksperimen atau percobaan.
Hasil Eksperimen (Result)
Hasil eksperimen adalah kegiatan dimana peserta didik
melaporkan apa yang terjadi dalam percobaan. Itu termasuk merinci
semua pengamatan dan data yang dibuat selama percobaan. Peserta
didik juga diajak untuk memvisualisasikan data dengan membuat
grafik atau membuat grafik informasi.
Kesimpulan (Conclusion)
Langkah terakhir dari metode ilmiah adalah mengembangkan
sebuah kesimpulan. Di sinilah semua hasil dari percobaan dianalisis
dan penentuan dicapai mengenai hipotesis. Apakah percobaan
mendukung atau menolak hipotesis? Jika tidak, ulangi percobaan
atau pikirkan cara lain untuk memperbaiki prosedur yang telah
dilakukan.
8
Observasi
Apa yang saya lihat Disekitar?
bisa dari pengalaman,
Membaca artikel atau
melihat video
Buat Pertanyaan
Kesimpulan
Menarik
Hasil dari semua proses dirangkum Mengapa itu terjadi?
dan disimpulkan, apakah sesuai Kenapa terjadi secara berpola?
dengan hipotesis? Apa selalu sama?
METODE
SAINTIFIK
Analisis Data Merumuskan
Hipotesis
Hasil dari eksperimen di olah
kemudian dicocokan dengan Apa penyebab utama dan umum ?
kumpulan data dan teori yang ada Kamu harus merasa ingin tahu
Kumpulkan Data Sebab dan jawabannya
Bereksperimen
Data yang telah kamu baca dan
kumpulkan diuji melalui eksperimen
Untuk mengetahui kebenaran
9
Observasi
Apa yang saya lihat Disekitar?
bisa dari pengalaman,
Membaca artikel atau
melihat video
Buat Pertanyaan
Kesimpulan
Menarik
Hasil dari semua proses dirangkum Mengapa itu terjadi?
dan disimpulkan, apakah sesuai Kenapa terjadi secara berpola?
dengan hipotesis? Apa selalu sama?
METODE
SAINTIFIK
Analisis Data Merumuskan
Hipotesis
Hasil dari eksperimen di olah
kemudian dicocokan dengan Apa penyebab utama dan umum ?
kumpulan data dan teori yang ada Kamu harus merasa ingin tahu
Kumpulkan Data Sebab dan jawabannya
Bereksperimen
Data yang telah kamu baca dan
kumpulkan diuji melalui eksperimen
Untuk mengetahui kebenaran
9
MODUL PRAKTIKUM KELAS X SMA SEMESTER GENAP
KOMPETENSI INTI PEMBELAJARAN
KETERAMPILAN PRAKTIKUM FISIKA
Sesuai dengan peraturan kementerian pendidikan dan kebudayaan no 24
tahun 2016, bahwa kompetensi inti yang harus dicapai dalam pembelajaran
fisika kelas x adalah sebagai berikut.
Mengolah, menalar dan menyaji dalam ranah konkret dan ranah abstrak
terkait dengan pengembangan dari yang dipelajarinya di sekolah secara
mandiri dan mampu menggunakan metode sesuai kaidah keilmuan.
Kompetensi inti tersebut dibagi menjadi beberapa kompetensi dasar
yang juga tercantum dalam permendikbud no 64 tahun 2016, sebagai
berikut.
1. Melakukan percobaan berikut presentasi hasilnya tentang gerak
melingkar, makna fisis dan pemanfaatnya
2. Melakukan praktikum berikut presentasi hasilnya terkait gaya serta
hubungan gaya, massa dan percepatan dalam gerak lurus benda
dengan menerapkan metode ilmiah.
3. Menerapkan metode ilmiah untuk mengajukan gagasan
penyelesaian masalah gerak dalam kehidupan sehari-hari yang
berkaitan dengan konsep energi, usaha dan hukum kekekalan energi.
4. Menyajikan hasil pengujian penerapan hukum kekekalan
momentum
5. Melakukan percobaan getaran harmonis pada ayunan sederhana
dan/atau getaran pegas berikut presentasi hasil percobaan serta
makna fisisnya.
10
01 PRAKTIKUM
FISIKA
GERAK MELINGKAR
Apa yang akan
dipelajari
1. Peserta didik akan belajar
tentang gerak melingkar.
2. Cara kerja gerak benda yang
berputar
3. Menganalisis gerak benda
yang berputar
4. Faktor-faktor yang
mempengaruhi gerak
melingkar.
Untuk Diskusi
Mengapa orang-orang yang berkunjung ke taman hiburan dan
ketika menaiki roler coaster akan merasakan tubuhnya seperti
terpental keluar kursi?
11 11
PETA KONSEP 01
= 2
= 2
= T =
Kecepatan T =
Linear
Gerak ( )
Melingkar
Memiliki Periode
Beraturan
(T)
(GMB)
= GERAK =
MELINGKAR
Memiliki
Frekuensi
( )
Gerak
Melingkar
Berubah
Beraturan
(GMBB)
=
Kecepatan
Sudut
( ) ∆
= =
Percepatan 1
= 2 = + +
Sudut 2
( ) 1
= = +
2
1
= ∆ = +
2
1 − = 2 ∆
∆ = +
2
12
MODUL PRAKTIKUM KELAS X SMA SEMESTER GENAP
PERCOBAAN 1
GERAK MELINGKAR
Gerak Melingkar Bandul Sederhana
Kompetensi Dasar
Melakukan percobaan berikut presentasi hasilnya tentang gerak melingkar,
makna fisis dan pemanfaatnya
Indikator
1. Merancang alat dan bahan dalam kegiatan praktikum tentang gerak
melingkar dengan baik dan benar.
2. Melakukan praktikum tentang gerak melingkar sesuai dengan langkah-
langkah dan prosedur yang benar.
3. Melakukan analisis data hasil praktikum tentang gerak melingkar
dengan baik dan benar.
4. Membuat laporan hasil praktikum tentang gerak melingkar dengan baik
dan benar.
5. Mempresentasikan hasil praktikum tentang gerak melingkar dihadapan
teman-teman sekelas.
A. Tujuan Percobaan
1. Menentukan periode dan frekuensi benda yang bergerak
melingkar.
2. Menentukan kecepatan linear pada benda yang bergerak
melingkar
3. Menentukan percepatan sentripetal pada benda yang bergerak
melingkar.
13
MODUL PRAKTIKUM KELAS X SMA SEMESTER GENAP
B. Pendahuluan
1. Apa yang dimaksud dengan gerak melingkar? Jelaskan!
____________________________________________
____________________________________________
____________________________________________
____________________________________________
____________________________________________
____________________________________________
2. Apa yang dimaksud dengan percepatan sentripetal? Jelaskan!
____________________________________________
____________________________________________
____________________________________________
____________________________________________
____________________________________________
____________________________________________
3. Apa yang dimaksud dengan kecepatan linear pada gerak
melingkar? Jelaskan!
____________________________________________
____________________________________________
____________________________________________
____________________________________________
____________________________________________
____________________________________________
14
MODUL PRAKTIKUM KELAS X SMA SEMESTER GENAP
4. Menurut kamu, komponen-komponen apa saja yang dapat
mempengaruhi percepatan sentripetal?
____________________________________________
____________________________________________
____________________________________________
____________________________________________
____________________________________________
____________________________________________
C. Alat dan Bahan
1. Tali kasur atau tali sepanjang 1 meter.
2. Pipa pvc diameter ½ inchi 30 cm.
3. Beban 2 buah dengan massa yang berbeda-beda untuk diikat ke
tali dan diputar.
4. Penjepit 1 buah.
5. Stopwatch.
Beban
Tali
Pipa PVC
Penjepit
Beban
Gambar 1.1 desain alat percobaan
(Sumber : http://physics.ham.miamioh.edu/LabPages/UCM/ucmF13.htm diakses 4
januari 2018, pukul 14:38)
15
MODUL PRAKTIKUM KELAS X SMA SEMESTER GENAP
D. Observasi
Coba amati dan diskusikan dengan teman sekelompok kamu
kegiatan berikut, ikatkan sebuah benda atau pemberat di ujung tali
panjang lalu kamu putarkan benda tersebut dengan jari kamu seperti
pada gambar di bawah ini.
Gambar 1.2 Memutarkan tali menggunakan jari
(sumber : http://www.practicalphysics.org/whirling-rubber-bung-string.html,
diakses 3 Januari 2017 pukul 18.15)
Putar benda secara perlahan dan coba kamu rasakan efek
yang terasa pada jarimu dan yang terjadi pada perputaran benda.
Putar terus benda kemudian sambil lilitkan tali ke jari hingga
panjang tali semakin berkurang dan perhatikan perputaran
bendanya.
E. Bertanya
Setelah kamu melakukan observasi, buatlah pertanyaan tentang
gerak melingkar yang berhubungan dengan.
1. Perputaran benda
2. Panjang tali yang berputar
3. Kecepatan benda yang berputar
___________________________________________
___________________________________________
___________________________________________
16
MODUL PRAKTIKUM KELAS X SMA SEMESTER GENAP
___________________________________________
___________________________________________
___________________________________________
___________________________________________
___________________________________________
___________________________________________
___________________________________________
___________________________________________
___________________________________________
___________________________________________
___________________________________________
___________________________________________
___________________________________________
___________________________________________
___________________________________________
F. Dasar Teori
Gerak Melingkar
Gerak suatu benda atau partikel melalui sebuah lintasan yang
berbentuk lingkaran mengelilingi suatu titik tetap (poros) disebut
dengan gerak melingkar. Gerak melingkar sebenarnya merupakan
gerak lurus benda atau partikel yang mendapat perubahan arah arah
karena ada gaya lain yang bekerja pada benda atau partikel itu yang
membuat benda atau partikel bergerak secara melingkar. Gaya
tersebut biasa disebut dengan gaya sentripetal. Pada umumnya
terbagi menjadi dua yaitu gerak melingkar beraturan (GMB) dan
gerak melingkar berubah beraturan (GMBB).
17
MODUL PRAKTIKUM KELAS X SMA SEMESTER GENAP
1. Gerak Melingkar Beraturan (GMB)
Suatu benda yang bergerak membentuk suatu lingkaran
dengan laju konstan serta dengan kecepatan sudut tetap dikatakan
mengalami gerak melingkar beraturan. Syarat-syarat benda
dikatakan mengalami gerak melingkar beraturan.
a. Lintasannya berupa lingkaran
b. Besar kelajuan linearnya tetap
c. Besar kecepatan sudutnya tetap
d. Besar percepatan sentripetalnya tetap dan arahnya menuju pusat
lingkaran
Jika kamu melihat seorang pengemudi profesional melakukan
aksi mengendarai mobil sehingga bergerak memutar dan
membentuk lintasan berbentuk lingkaran dengan jari-jari yang
tetap. Pengemudi tersebut juga mempertahankan kelajuannya
sehingga konstan atau tetap, katakanlah 40 km/jam, situasi seperti
ini biasa disebut dengan gerak melingkar beraturan. Besaran-
besaran pada gerak melingkar beraturan adalah sebagai
berikut.
a. Periode ( )
Periode adalah waktu yang diperlukan suatu benda untuk
menempuh dan menyelesaikan satu kali putaran penuh atau satu
kali memutar penuh lintasan melingkar.
.............................................................................................. (1)
Keterangan
T = peroide (sekon)
n = banyak putaran
t = waktu lama benda berputar ( sekon)
18
MODUL PRAKTIKUM KELAS X SMA SEMESTER GENAP
b. Frekuensi ( )
Frekuensi adalah banyaknya putaran yang dilakukan tiap satuan
waktu.
............................................................................................. (2)
Keterangan
= frekuensi (Hz)
n = banyak putaran
t = waktu lama benda berputar ( sekon)
Periode dan frekuensi dapat kita hubungkan dengan menggunakan
persamaan (1) dan (2) sebagai berikut.
.............................................................................................. (3)
Karena hasil persamaan (3) sama dengan persamaan (2) sehingga
.............................................................................................. (4)
Begitu pula sebaliknya
.......................................................................... (5)
Karena hasil persamaan (5) sama dengan persamaan (1) sehingga
............................................................................................. (6)
c. Kecepatan sudut ( )
Kecepatan sudut atau kecepatan anguler adalah perubahan
posisi sudut atau perpindahan sudut setiap satuan waktu atau juga
kecepatan yang ditempuh selama satu putaran penuh lingkaran.
Sehingga untuk menghitung kecepatan sudut kita dapat
menggunakan.
........................................................................... (7)
19
MODUL PRAKTIKUM KELAS X SMA SEMESTER GENAP
........................................................................................... (8)
Atau dengan menggunakan persamaan (6) kita dapat mengubah
persamaan (8) menjadi.
........................................................................................ (9)
Keterangan
= Kecepatan sudut (rad/s)
Pada kecepatan sudut kita dapat mengukur besar sudut ( ) yang
ditempuh oleh partikel selama sekon dalam gerak melingkar
beraturan.
........................................................................................ (10)
d. Kecepatan Linear ( )
Partikel atau benda yang bergerak melingkar pada dasarnya
adalah benda yang bergerak lurus maka partikel atau benda tersebut
juga memiliki nilai kecepatan linear ( ) yang dapat kita hitung.
Gambar 1.3 Vektor gerak melingkar
(Sumber : dokumen pribadi)
........................................................................................ (11)
Dengan mensubtitusikan persamaan (6) sehingga menjadi.
.................................................................................... (12)
Dengan mensubtitusikan persamaan (9) sehingga menjadi.
20
MODUL PRAKTIKUM KELAS X SMA SEMESTER GENAP
......................................................................................... (13)
Keterangan
R = jari-jari lingkaran (m)
e. Percepatan Sentripetal (as)
Percepatan sentripetal terjadi karena adanya perubahan arah pada
kecepatan linear . percepatan sentripetal bergerak melingkar dan
selalu ke arah pusat lingkaran seperti pada gambar 1.3.
as ........................................................................................... (14)
Dengan mensubtitusikan persamaan (13) sehingga menjadi.
as ...................................................................................... (15)
Keterangan
as = Percepatan sentripetal (m/s )
2
2. Gerak Melingkar Berubah Aturan (GMBB)
Gerak melingkar berubah aturan adalah gerak benda atau
partikel yang memiliki percepatan sudut ( ) yang tetap. Persamaan-
persamaan yang berlaku pada gerak melingkar beraturan adalah
sebagai berikut.
............................................... (16)
.................................................................. (17)
...................................................... (18)
....................................................... (19)
..................................................... (20)
21
MODUL PRAKTIKUM KELAS X SMA SEMESTER GENAP
Keterangan
= Besar sudut mula-mula (rad)
= Besar sudut akhir (rad)
= Kecepatan sudut mula-mula (rad/s)
= Kecepatan sudut akhir (rad/s)
= Percepatan sudut (rad/s )
2
= waktu yang ditempuh (sekon)
G. Hipotesis
Buatlah hipotesis tentang, faktor apa saja yang
mempengaruhi gerak melingkar benda berdasarkan teori yang
telah dijelaskan diatas dan berdasarkan persamaan (11), (12),
(13) dan (14).
___________________________________________
___________________________________________
___________________________________________
___________________________________________
___________________________________________
___________________________________________
___________________________________________
___________________________________________
H. Percobaan (Experimen)
Lakukanlah percobaan atau kegiatan di bawah ini untuk
menguji hipotesis yang telah dibuat.
22
MODUL PRAKTIKUM KELAS X SMA SEMESTER GENAP
Langkah-langkah percobaan
1. Masukan tali ke dalam pipa PVC.
2. Ikat beban pada tiap tiap ujung tali. Pastikan alat yang kamu
buat sesuai dengan gambar 1.1.
3. Ukur panjang tali mistar yang akan dianggap sebagai jari-jari
(R). Gunakan penjepit agar panjang tali tetap tidak mudah
berubah.
R
Gambar 1.4 Panjang tali sebagai jari-jari
(Sumber : http://physics.ham.miamioh.edu/LabPages/UCM/ucmF13.htm diakses 4
januari 2018, pukul 14:38)
4. Putar beban hingga benda bergerak melingkar.
5. Hitung waktu putaran untuk sebanyak 20 kali putaran.
Hitunglah sebanyak 2 kali untuk mendapatkan hasil yang
akurat.
6. Ulangi percobaan di atas sebanyak 10 kali dengan panjang tali
yang berbeda.
7. Lengkapilah tabel yang tersedia pada analisis percobaan.
23
MODUL PRAKTIKUM KELAS X SMA SEMESTER GENAP
I. Analisis Percobaan
Isilah tabel di bawah ini berdasarkan hasil kegiatanmu.
Tabel 1.1 Perhitungan waktu
Waktu untuk 20 kali
Panjang
putaran Rata-rata waktu
No. tali (R)
Waktu 1 Waktu 2 (s)
(m)
(s) (s)
1.
2.
3.
4.
5.
6.
7.
8.
9.
10.
24
MODUL PRAKTIKUM KELAS X SMA SEMESTER GENAP
Tabel 1.2 Analisis data
Percepatan
Periode Frekuensi Kecepatan Kecepatan
Sentripetal
No benda benda Sudut Linear Benda
Benda
(s) (Hz) (rad/s) (m/s)
(m/s )
2
1.
2.
3.
4.
5.
6.
7.
8.
9.
10.
1. Gunakan persamaan (1) untuk menghitung periode.
2. Gunakan persamaan (4) untuk menghitung frekuensi.
25
MODUL PRAKTIKUM KELAS X SMA SEMESTER GENAP
3. Gunakan persamaan (8) atau (9) untuk menghitung
kecepatan sudut.
4. Gunakan persamaan (11) atau (12) atau (13) untuk
menghitung kecepatan linear.
5. Gunakan persamaan (14 atau (15) untuk menghitung
percepatan sentripetal.
J. Pertanyaan Pemahaman
a. Apakah panjang tali (R) yang mengubungkan benda
berpengaruh pada percobaan ini? Jelaskan
_________________________________________
_________________________________________
_________________________________________
_________________________________________
_________________________________________
_________________________________________
b. Perbedaan apa yang terjadi ketika benda diputar dengan
panjang tali (R) yang berbeda beda?
_________________________________________
_________________________________________
_________________________________________
_________________________________________
_________________________________________
_________________________________________
26
MODUL PRAKTIKUM KELAS X SMA SEMESTER GENAP
c. Bagaimana pengaruh berat benda terhadap kecepatan
sudut, kecepatan linear dan percepatan sudut?
_________________________________________
_________________________________________
_________________________________________
_________________________________________
_________________________________________
_________________________________________
d. Menurutmu apa yang terjadi jika berat benda yang berputar
diperbesar dan diperkecil massanya?
_________________________________________
_________________________________________
_________________________________________
_________________________________________
_________________________________________
_________________________________________
27
MODUL PRAKTIKUM KELAS X SMA SEMESTER GENAP
e. Buatlah grafik hubungan antara kecepatan sudut terhadap
panjang tali(R)!
28
MODUL PRAKTIKUM KELAS X SMA SEMESTER GENAP
f. Buatlah grafik hubungan antara kecepatan linear terhadap
panjang tali(R)!
K.
L.
M.
N.
O.
P.
29
MODUL PRAKTIKUM KELAS X SMA SEMESTER GENAP
g. Buatlah grafik hubungan antara percepatan terhadap
panjang tali (R)!
30
MODUL PRAKTIKUM KELAS X SMA SEMESTER GENAP
K. Kesimpulan
Buatlah kesimpulan dari hasil percobaan yang telah kamu
lakukan!
___________________________________________
___________________________________________
___________________________________________
___________________________________________
___________________________________________
___________________________________________
___________________________________________
___________________________________________
___________________________________________
___________________________________________
___________________________________________
___________________________________________
___________________________________________
L. Laporan
Buatlah laporan dari hasil kegiatan yang telah dilakukan. Lihat
pada bagian appendiks buku, sistematika pembuatan laporan.
31
MODUL PRAKTIKUM KELAS X SMA SEMESTER GENAP
32
02 PRAKTIKUM
FISIKA
GRAVITASI
Apa yang akan
dipelajari
1. Peserta didik akan belajar
tentang gaya gravitasi.
2. Pentingnya gaya gravitasi.
3. Menganalisis percepatan
gaya gravitasi pada benda
yang terjatuh bebas.
4. Faktor-faktor yang
mempengaruhi percepatan
gaya gravitasi.
Untuk Diskusi
Para tubuh astronot membutuhkan waktu beradaptasi ketika
mereka kembali ke bumi ketika selesai melaksanakan tugasnya
di luar angkasa. Kenapa seperti itu?
33 33
PETA KONSEP 02
=
= .
Antara dua
Ruang
atau hampa
lebih objek
Gaya Medan
Gravitasi GRAVITASI Gravitasi
Tanpa
Sentuhan
Hukum
Umum
Gravitasi =
Percepatan
Gravitasi
Bergerak =
akibat (ℎ + )
gravitasi
1
ℎ =
2
34
MODUL PRAKTIKUM KELAS X SMA SEMESTER GENAP
PERCOBAAN 2
GRAVITASI
MENENTUKAN NILAI PERCEPATAN GRAVITASI BUMI
Kompetensi Dasar
Melakukan praktikum berikut presentasi hasilnya terkait gaya serta
hubungan gaya, massa dan percepatan dalam gerak lurus benda dengan
menerapkan metode ilmiah.
Indikator
1. Melakukan praktikum tentang gravitasi sesuai dengan langkah-
langkah/prosedur ilmiah yang benar.
2. Melakukan analisis data hasil praktikum tentang gravitasi dengan baik
dan benar.
3. Membuat laporan hasil praktikum tentang gravitasi dengan baik dan
benar.
4. Mempresentasikan hasil praktikum tentang gravitasi dihadapan teman-
teman sekelas.
A. Tujuan
1. Mengukur besarnya nilai dari percepatan gravitasi bumi.
2. Menganalisis faktor-faktor yang mempengaruhi besarnya
percepatan gravitasi bumi
35
MODUL PRAKTIKUM KELAS X SMA SEMESTER GENAP
B. Tugas Pendahuluan
1. Kenapa benda yang terjatuh selalu bergerak menuju ke arah
pusat bumi?
____________________________________________
____________________________________________
____________________________________________
____________________________________________
____________________________________________
____________________________________________
2. Bagaimana dan oleh siapa gravitasi itu ditemukan? Jelaskan!
____________________________________________
____________________________________________
____________________________________________
____________________________________________
____________________________________________
____________________________________________
3. Apakah yang dimaksud dengan gaya gravitasi? Jelaskan!
____________________________________________
____________________________________________
____________________________________________
____________________________________________
____________________________________________
____________________________________________
36
MODUL PRAKTIKUM KELAS X SMA SEMESTER GENAP
C. Alat dan Bahan
1. Penggaris ukuran 2oo cm atau meteran sepanjang 200 cm.
2. Statif atau tiang sebagai tempat acuan benda jatuh.
3. Dua buah bola berukuran berbeda.
4. Stopwatch.
Gambar 2.1 desain alat percobaan
(Sumber : dokumen pribadi)
D. Observasi
Coba amati dan diskusikan dengan teman sekelompok kamu
lalu hubungkanlah dengan materi gaya gravitasi yang sedang kita
pelajari. Pernahkah kamu melihat buah jatuh dari pohon atau
seorang anak bermain yoyo dan coba cari video atau foto astronot
yang sedang bekerja di stasiun luar angkasa.
37
MODUL PRAKTIKUM KELAS X SMA SEMESTER GENAP
Gambar 2.2 Bermain yoyo (kiri)
(sumber : https://pixabay.com/en/boy-playing-yo-yo-smiling-35334, diakses pada
17 Januari 2018 pukul 14.15)
Gambar 2.3 astronot di stasiun luar angkasa (kanan)
(sumber : https://pixabay.com/en/astronauts-floating-fruit-space-625540, diakses
pada 17 Januari 2018 pukul 14.15)
Perhatikan jika seorang anak bermain yoyo ke arah mana
yoyo tersebut akan bergerak, serta ke arah mana Buah atau daun
yang lepas dari pohonnya lalu kondisi astronot bekerja di stasiun
luar angkasa.
E. Bertanya
Setelah kamu melakukan observasi, buatlah pertanyaan tentang gaya
gravitasi yang berhubungan dengan.
1. Interaksi yang terjadi.
2. Cara kerja gaya gravitasi.
3. Besar atau kecilnya gaya gravitasi.
_________________________________________
_________________________________________
_________________________________________
_________________________________________
_________________________________________
38
MODUL PRAKTIKUM KELAS X SMA SEMESTER GENAP
_________________________________________
_________________________________________
_________________________________________
_________________________________________
_________________________________________
_________________________________________
_________________________________________
_________________________________________
_________________________________________
_________________________________________
_________________________________________
F. Dasar Teori
1. Gaya Gravitasi
Gravitasi adalah istilah yang biasa digunakan untuk
“sesuatu yang naik pasti akan turun”, kita juga tahu
bahwa gravitasi adalah sesuatu yang membuat objek jatuh ke
bumi. Newton menyatakan dalam bukunya yang berjudul
Matematical Principles of Natural Philosophy bahwa hukum
gravitasi umum yang berbunyi “Setiap benda atau partikel di
alam semesta ini menarik benda atau partikel lain dengan
sebuah gaya yang besarnya berbanding lurus dengan hasil kali
massa masing-masing benda atau partikel dan berbanding
terbalik dengan kuadrat jarak di antara kedua benda atau
partikel tersebut”.
39
MODUL PRAKTIKUM KELAS X SMA SEMESTER GENAP
Gambar 2.4 Gaya tarik gravitasi diantara dua objek bermassa m1 dan m2
(Sumber : dokumen pribadi)
Berdasarkan hukum gravitasi umum newton, apabila
terdapat dua buah objek atau benda atau partikel yang terpisah
sejauh r dan massa masing-masing benda adalah m1 dan m2
maka besarnya gaya tarik gravitasi diantara kedua benda
tersebut dapat ditentukan dengan persamaan berikut.
......................................................... (1)
Keterangan
F = gaya gravitasi (N)
r = jarak antar benda (m)
-11
2
G = Konstanta gravitasi umum (6,673 x 10 N.m /kg )
2
m1 = Massa benda pertama (kg)
m2 = Massa benda kedua (kg)
40
MODUL PRAKTIKUM KELAS X SMA SEMESTER GENAP
2. Medan Gravitasi
Gravitasi bekerja pada buah yang terjatuh dari pohon,
gravitasi juga bekerja pada bulan yang bergerak pada orbitnya
bahkan gravitasi berkerja pada orang yang sedang melompat di
udara. Gaya gravitasi bekerja melalui suatu jarak
dalam ruang, bekerja pada sesuatu yang tidak
bersentuhan dan juga dengan jarak yang berbeda-
beda. Konsep ini disebut dengan medan gravitasi.
Gambar 2.5 Ilustrasi medan gravitasi pada bumi
Sumber : Physics Principles and Problem
Medan gravitasi adalah ruang di sekeliling suatu objek atau
benda bermassa dimana benda bermassa lainnya yang terletak
dalam ruang ini akan mengalami gaya gravitasi. Jika sebuah
benda bermassa ditempatkan pada suatu titik dengan
medan gravitasi g, maka benda tersebut akan mengalami gaya
gravitasi .
.................................................................................... (2)
41
MODUL PRAKTIKUM KELAS X SMA SEMESTER GENAP
Dengan demikian medan gravitasi dapat didefinisikan
sebagai berikut.
............................................................................................ (3)
Dengan mensubtitusikan persamaan (1) ke dalam persamaan
(3) maka kita dapat.
........................................................................ (4)
Keterangan
= Gaya gravitasi (N/kg atau m/s )
2
2
M = Massa benda sumber gravitasi (kg)
m = Massa benda yang lebih kecil (kg)
r = jarak antar benda M dan benda m (meter)
3. Percepatan Gravitasi
Ketika sebuah benda bermassa diletakan pada suatu medan
gravitasi yang besar, maka benda tersebut akan bergerak tertarik
oleh gaya gravitasi yang diciptakan oleh medan gravitasi yang ada.
Benda yang tertarik tersebut mengalami atau mendapat gaya
sehingga benda tersebut tentu akan mengalami percepatan yang
disebabkan oleh gaya gravitasi yang ada. Percepatan benda yang
diakibatkan oleh gaya gravitasi dinamakan percepatan gravitasi.
42
MODUL PRAKTIKUM KELAS X SMA SEMESTER GENAP
4. Menentukan Percepatan Gravitasi Bumi
Konsep berat benda adalah gaya gravitasi bumi yang bekerja pada
suatu benda. Besarnya berat benda yang berada di sekitar bumi
dapat kita tentukan dengan persamaan
..................................................................................... (5)
Untuk mencari besarnya nilai percepatan gravitasi bumi kita dapat
menggunakan perumpamaan seperti pada gambar 2.5
Gambar 2.6 Mengukur percepatan gravitasi bumi
(Sumber : dokumen pribadi)
Benda bermassa berada diketingginan dari permukaan bumi
seperti pada gambar 2.5 atau berjarak dari titik pusat
bumi. Besarnya percepatan gravitasi bumi dapa kita hitung dengan
persamaan (1).
....................................................... (6)
Karena maka kita bisa mensubtitusikan persamaan (5)
dengan persamaan (6) sehingga menjadi.
43
MODUL PRAKTIKUM KELAS X SMA SEMESTER GENAP
....................................................................... (7)
............................................................................ (8)
Keterangan
= berat benda disekitar bumi (N)
= gaya yang bekerja atau gaya gravitasi (N)
= massa benda (kg)
= massa bumi (5,98 x 10 kg)
24
= jarak benda ke bumi (m)
= jari-jari bumi (m)
= Konstanta gravitasi umum (6,673 x 10 N.m /kg )
-11
2
2
Persamaan (8) dapat kita gunakan ketika benda-benda terletak
cukup jauh dari bumi sehingga tidak dapat diabaikan, seperti satelit.
Untuk benda yang terletak dipermukaan bumi maka jarak dapat
kita abaikan sehingga persamaannya menjadi.
.................................................................................... (9)
5. Menentukan Percepatan Gravitasi Bumi
Menggunakan Metode Gerak Jatuh Bebas
Pada materi tentang gerak lurus berubah beraturan (GLBB) kita
telah mengetahui bahwa suatu benda dikatakan mengalami gerak
44
MODUL PRAKTIKUM KELAS X SMA SEMESTER GENAP
lurus berubah beraturan jika benda tersebut mengalami perubahan
kecepatan ketika benda tersebut sedang bergerak dengan besaran
yang tetap sehingga benda memiliki percepatan tetap ( ).
Persamaan yang berlaku pada GLBB adalah sebagai berikut.
.............................................................................. (10)
........................................................................ (11)
........................................................................... (12)
Keterangan
= Kecepatan awal (m/s)
= Kecepatan akhir (m/s)
= Jarak atau ketinggian benda (m)
= Waktu (s)
= Percepatan yang dialami benda (m/s )
2
Kita tentu mengetahui bahwa nilai gravitasi dari bumi adalah
9,8 m/s . Untuk membuktikan bahwa nilai gravitasi bumi sebesar
2
itu kita dapat menggunakan percobaan sederhana dengan
menggunakan metode gerak jatuh bebas. Benda yang jatuh bebas
akan mengalami percepatan dan karena beda terjatuh bebas maka
tidak ada gaya lain yang berinteraksi selain gravitasi bumi oleh
karena itu nilai percepatan pada benda yang bergerak jatuh bebas
akan sama dengan nilai gravitasi bumi.
Menggunakan persamaan (11) kita dapat membuktikan
langsung besarnya nilai percepatan gravitasi bumi. Asumsikan tidak
45
MODUL PRAKTIKUM KELAS X SMA SEMESTER GENAP
ada gaya gesek dari udara yang dapat mempengaruhi gerak benda
dan kecepatan awal benda adalah nol, maka kita tinggal
menggunakan jarak benda ketika jatuh dan waktu ketika benda
terjatuh dengan menggunakan stopwatch.
G. Hipotesis
Buatlah hipotesis tentang kenapa benda yang ada dibumi
terjatuh ke arah pusat bumi dan berapa besarnya
menggunakan persamaan (9).
___________________________________________
___________________________________________
___________________________________________
___________________________________________
___________________________________________
___________________________________________
___________________________________________
___________________________________________
H. Percobaan (Experimen)
Lakukanlah percobaan atau kegiatan di bawah ini untuk
menguji hipotesis yang telah kamu tuliskan.
Langkah-langkah percobaan
1. Ukur dan set ketinggian statif.
46
MODUL PRAKTIKUM KELAS X SMA SEMESTER GENAP
2. Beri tanda atau label pada ketinggian 200 cm, 175 cm dan
150 cm. Lihat gambar 2.1
3. Jatuhkan benda dari ketinggian 200 cm dan hitung waktu
jatuhnya dengan menggunakan stopwatch. Ambil data
sebanyak 5 kali.
4. Ulangi langkah ke 3 tapi dengan ketinggian 175 cm dan 150
cm
5. Lengkapilah tabel yang tersedia pada analisis percobaan.
I. Analisis Percobaan
1. Isilah tabel di bawah ini berdasarkan hasil kegiatanmu.
Tabel 2.1 Perhitungan waktu jatuh benda
Ketinggian Waktu (s) Rata-rata
No
(cm) 1 2 3 4 5 (sekon)
1. 300
2. 250
3. 200
4. 150
5. 100
2. Gunakan persamaan (11) untuk mencari
nilai percepatan gravitasi bumi
47
MODUL PRAKTIKUM KELAS X SMA SEMESTER GENAP
Tabel 2.2 Perhitungan percepatan gravitasi
Ketinggian ( ) Waktu rata-rata Percepatan
No
2
(m) ( ) (s) gravitasi ( ) (m/s )
1.
2.
3.
4.
5.
6. Rata-rata
Petunjuk :
Karena benda dalam keadaan diam pada saat dijatuhkan maka
nilai dari = 0
48
The words you are searching are inside this book. To get more targeted content, please make full-text search by clicking here.
Discover the best professional documents and content resources in AnyFlip Document Base.
Search