Kisi-Kisi Dan Tes Pemahaman Konsep [PDF]

Citation preview

Lampiran 1.4 Kisi-Kisi Tes Pemahaman Konsep Sifat Mekanik Bahan Mata pelajaran



: Fisika



Kelas/Semester



: X/II



Materi pokok



: Sifat Mekanik Bahan



Waktu



: 2 JP (90 menit)



Standar Kompetesi : Menginterpretasikan sifat mekanik bahan



Kompetensi dasar



No Soal



Sub Pokok



Indikator



Bahasan



6.1 Menguasai



Pengertian



konsep elatisitas



elatisitas



(Pemahaman Konsep)



1. Menjelaskan pengertian elastisitas



1



2. Menyebutkan jenis-jenis perubahan



2



bahan



bentuk Besaran dalam elatisitas 6.2 Menguasai



Hukum Hooke



1. Menjelaskan pengertian tegangan,



5, 6, 7, 14



regangan, dan modulus elastisitas 1. Menjelaskan definisi hukum Hooke



10, 11



hukum Hooke Energi potensial 1. Menjelaskan definisi energi pegas Susunan pegas



4, 8, 9, 15



potensial pegas 1. Menjelaskan susunan pegas secara



12



seri, paralel, dan gabungan 6.3 Menentukan



Penerapan sifat



kekuatan bahan



elastisitas bahan



1. Menyebutkan penerapan elastisitas dalam kehidupan sehari-hari



3, 13



Lampiran 1.4 Indikator dan Item Tes Pemahaman Konsep



KD



Sub



Dimensi



Indikator



Pokok



No



Item Tes



Soal



Bahasan 6.1



Pengertian Interpreting



Menjelaskan



elatisitas



pengertian



1



elastisitas



Classifiying



Menyebutkan



2



jenis-jenis perubahan bentuk



6.3



Penerapan



Exemplifying



Menyebutkan



sifat



penerapan



elatisitas



elatisitas



bahan



dalam kehidupan sehari-hari



3



Elastisitas adalah sifat benda yang cenderung mengembalikan keadaan ke bentuk semula setelah mengalami perubahan bentuk. Keadaan tersebut menunjukkan bahwa .… A. Adanya pengaruh usaha, alasan .… B. Adanya pengaruh usaha dan tekanan, alasan .… C. Adanya pengaruh tekanan dan tarikan dari luar, alasan .… D. Adanya pengaruh tekanan dan dorongan, alasan .… Berikut adalah jenis-jenis perubahan bentuk. (1) Regangan (2) Tegangan (3) Mampatan (4) Geseran Yang digolongkan perubahan bentuk akibat dari elastisitas adalah .… A. (1), (2), dan (3), alasan .… B. (1), (3), dan (4), alasan .… C. (1), (2), dan (4), alasan .... D. (2), (3), dan (4), alasan .… Dalam kehidupn sehari-hari kita sering memperhatikan aktivitas manusia yang berhubungan erat dengan konsep fisika diantaranya adalah sebagai berikut (1) Olahraga bungge jump menggunakan tali pengaman (2) Olahraga rafting menggunakan dayung



Lampiran 1.4



6.2



Energi



Summarizing



Menjelaskan



potensial



definisi



pegas



energi



4



potensial pegas



6.1



Besaran



Summarizing



Menjelaskan



dalam



pengertian



elatisitas



tegangan, regangan, dan modulus elastisitas



5



(3) Olahraga panjat tebing menggunakan tali pengaman (4) Pramuka menggunakan tali pengikat untuk membuat tandu Kegiatan tersebut yang berkaitan erat dengan elastisitas adalah .... A. (1), (2), (3), dan (4), alasan .... B. (1) dan (4), alasan .... C. (2) dan (3), alasan .... D. (1) dan (3), alasan .... Arya membuat ketapel dengan bahan utama adalah karet pentil. Budi juga membuat ketapel dengan bahan utama karet ban bekas, sedangkan Rudi ketapelnya terbuat dari pegas sehingga terlihat beda dari yang lain. Dari paparan di atas maka dapat disimpulkan bahwa .... A. Semua bahan elastis bisa digunakan sebagai bahan ketapel, alasan .... B. Rudi berpikir hanya pegas yang bisa digunakan sebagai ketapel, alasan .... C. Ketapel fungsinya hanya melempar batu, alasan .... D. Ketapel yang terbuat dari pegas terlihat lebih menarik, alasan .... Disediakan beberapa benda yang berbeda jenis. Benda-benda tersebut memiliki ukuran yang sama kemudian semua benda ditarik dengan gaya yang sama dan ternyata setiap benda mengalami perubahan yang berbeda. Dari paparan tersebut dapat disimpulkan bahwa .... A. Modulus elastisitas benda-benda tersebut tidak sama, alasan .... B. Benda-benda tersebut memiliki tegangan yang berbeda, alasan .... C. Benda-benda tersebut memiliki



Lampiran 1.4



6.1



Besaran



Interpreting



Menjelaskan



dalam



pengertian



elatisitas



tegangan,



6



regangan, dan modulus elastisitas



6.1



Besaran



Interpreting



Menjelaskan



dalam



pengertian



elatisitas



tegangan, regangan, dan modulus elastisitas



7



regangan yang berbeda, alasan .... D. Tegangan dan regangan yang dialami benda berbeda, alasan .... Bila dua buah kawat dari bahan yang sama tetapi luas penampangnya berbeda diberi gaya, maka kedua kawat tersebut akan mengalami tegangan yang berbeda. Pernyataan tersebut menunjukkan bahwa .… A. Kawat dengan penampang kecil mengalami tegangan yang lebih besar dibandingkan kawat dengan penampang lebih besar, alasan .… B. Kawat dengan penampang kecil mengalami tegangan yang lebih kecil dibandingkan kawat dengan penampang lebih besar, alasan .… C. Kawat dengan penampang besar mengalami tegangan yang lebih besar dibandingkan kawat dengan penampang lebih kecil, alasan .… D. Kawat dengan penampang besar mengalami tidak mengalami tegangan dibandingkan kawat dengan penampang lebih kecil, alasan .… Modulus elastisitas atau modulus Young dari suatu bahan dapat dinyatakan dengan persamaan 𝐸 = 𝐹𝐿0 𝐴 ∆𝐿



.



Berdasarkan



persamaan



tersebut pernyataan yang adalah .... A. Makin panjang suatu maka modulus elastisitas makin besar, alasan .... B. Jika luas penampang benda semakin besar,



benar benda benda suatu maka



Lampiran 1.4



6.2



Energi



Inferring



Menjelaskan



potensial



definisi



pegas



energi



8



potensial pegas



6.2



Energi



Inferring



Menjelaskan



potensial



definisi



pegas



energi



9



modulus elastisitas benda semakin kecil, alasan .... C. Modulus elastisitas benda dipengaruhi oleh gaya yang bekerja pada benda luas penampang benda, alasan .... D. Besarnya modulus elastisitas benda tergantung pada jenis bahan, alasan .... Pery ingin membuat beberapa ketapel dengan berbagai bahan elastisitas. Semua ketapel digunakan untuk melemparkan benda yang identik dan diregangkan dengan perubahan panjang yang sama. Jenis ketapel yang dibuat dan jarak lemparan disajikan seperti tabel berikut. Jarak Jenis lemparan No Ketapel batu oleh ketapel (m) 1 P 40 2 G 45 3 R 40 4 S 60 Dari data tersebut dapat disimpulkan …. A. Ketapel P dan R terbuat dari bahan yang sama, alasan …. B. Ketapel R memiliki konstanta gaya antara ketapel Q dan S, alasan .... C. Konstanta gaya dan energi yang paling besar terdapat pada ketapel S, alasan .... D. Energi potensial terkecil terdapat pada ketapel Q, alasan .... Berikut disajikan gambar beberapa objek yang sering kita jumpai dalam kehidupan sehari-hari.



Lampiran 1.4 potensial pegas



6.2



Hukum Hooke



Comparing



Menjelaskan definisi hukum Hooke



10



Dari gambar diatas dapat disimpulkan bahwa .... A. Benda-benda tersebut memanfaatkan energi diam benda elastis, alasan .… B. Benda-benda tersebut memanfaatkan energi potensial benda elastis, alasan .… C. Benda-benda tersebut memanfaatkan energi potensial pegas, alasan .… D. Benda-benda tersebut memanfaatkan energi benda plastis, alasan .… Grafik hubungan antara gaya F dan perubahan panjang pegas berikut dihasilkan dari percobaan hukum Hooke dengan menggunakan beberapa pegas. Dari grafik dapat disimpulkan bahwa .... F Pegas 4



Pegas 3 Pegas 2 Pegas 1



∆X (1)Pegas 4 memiliki konstanta gaya paling besar (2)Pegas 3 mengalami pertambahan panjang terbesar (3)Pegas 1 memiliki energi paling besar (4)Pegas 1 memiliki konstanta gaya terkecil Pernyataan yang benar adalah .... A. (1), (2), (3), dan (4), alasan .… B. (1) dan (3), alasan .…



Lampiran 1.4



6.2



Hukum



Classifying



Hooke



Menjelaskan



11



definisi hukum Hooke



6.2



Susunan



Comparing



pegas



Menjelaskan



12



susunan



C. (1) dan (4), alasan .… D. (2) dan (4), alasan .… Benda-benda berikut yang kita jumpai dalam pemanfaatan pegas sebagai komponen untuk menyempurnakan fungsinya. 1. Gagang pintu rumah 2. Dongkrak sepeda motor 3. Tromol rem kendaraan 4. Kipas angin Yang merupakan pemanfaatan pegas dalam hukum Hooke adalah .... A. 1, 2, dan 3 B. 1 dan 3 C. 2 dan 4 D. 1, 2, 3, dan 4 Lima buah pegas identik disusun seperti gambar berikut.



pegas secara seri, paralel, dan gabungan A



6.3



Penerapan



Exemplifying



Menyebutkan



sifat



penerapan



elatisitas



elatisitas



bahan



dalam



13



B



C



D



Pernyataan yang benar adalah .… A. Susunan pegas A memiliki konstanta gaya terkecil, alas an.… B. Susunan pegas B memiliki konstanta gaya terkecil, alasan .… C. Susunan pegas C memiliki konstanta gaya terkecil, alasan .… D. Susunan pegas D memiliki konstanta gaya terkecil, alasan .... Perhatikan gambar beberapa alat ukur yang kita jumpai dalam kehidupan sehari-hari.



Lampiran 1.4 kehidupan sehari-hari 1



6.1



Besaran



Explaining



Menjelaskan



dalam



pengertian



elatisitas



tegangan,



14



regangan, dan modulus elastisitas



6.2



Energi



Explaining



Menjelaskan



potensial



definisi



pegas



energi



15



2



3



4



Yang digolongkan pemanfaatan pegas sebagai alat ukur adalah .... A. 1 dan 2 B. 2 dan 3 C. 1, 2, dan 3 D. 2, 3, dan 4 Selama gaya F yang bekerja pada benda elastis tidak melampaui batas elastisitasnya, maka perbandingan antara tegangan (σ) dengan regangan (ε) adalah konstan. Bilangan (konstanta) tersebut dinamakan .... A. Modulus pegas, alasan .... B. Modulus young, alasan .... C. Modulus tegangan, alasan .... D. Modulus regangan, alasan .... Gambar berikut adalah alat untuk jebakan tikus dan komponennya adalah pegas.



potensial pegas Dari gambar di atas dapat dijelaskan bahwa .... A. Pegas hanya berfungsi sebagai penghias agar jebakan tikus terlihat indah, alasan .... B. Fungsi pegas hanya untuk menahan umpan atau sasaran, alasan .... C. Pegas memiliki fungsi untuk menyimpan energi potensial pegas, alasan .... D. Pegas merenggang untuk menahan bantalan kayu, alasan ....



Lampiran 1.4 Kunci Jawaban Tes Pemahaman Konsep



No



Jawaban



Penjelasan



Skor



1



C



Elastisitas adalah sifat benda yang cenderung



0-4



mengembalikan keadaan ke bentuk semula setelah mengalami perubahan bentuk. Pegas adalah salah satu contoh benda elastis. Oleh karena sifat elastisnya ini, suatu pegas yang diberi gaya (tekanan atau gaya regang dan tarikan) akan kembali ke keadaan setimbangnya mula-mula apabila gaya yang bekerja padanya dihilangkan. 2



B



(1) Regangan. Renggangan merupakan perubahan



0-4



bentuk yang dialami sebuah benda jika dua buah gaya yang berlawanan arah (menjauhi pusat benda) dikenakan pada ujung-ujung benda. (3) Mampatan. Mampatan adalah perubahan bentuk yang dialami sebuah benda jika dua buah gaya yang berlawanan arah (menuju pusat benda) dikenakan pada ujung-ujung benda. (4) Geseran. Geseran adalah perubahan bentuk yang dialami sebuah benda jika dua buah gaya yang berlawanan arah dikenakan pada sisi-sisi bidang benda. 3



D



Bungge jump atau lompat bungge dan panjat tebing



0-4



merupakan olahraga yang melompat dari sebuah tempat tinggi dengan satu ujung dari tali elastis yang ditempel dibadan atau pergelangan kaki dan ujung talinya satunya terikat ke titik lompatan. Ketika seseorang melompat, tali tersebut tersebut akan melar setelah mengambil energi dari lompatan, dan peloncat akan terlontar balik ketika tali tersebut memendek. 4



A



Semua bahan elastisitas bisa dimanfaatkan sebagai



0-4



Lampiran 1.4 ketapel yang terpenting adalah nyaman dan mudah saat digunakan. Pada ketapel diterapkan beberapa konsep yaitu energi potensial pegas 𝑊 = energi kinetik 𝐸𝑘 =



1 2



1 2



𝑘∆𝑥 2 ,



𝑚𝑣 2 dan energi potensial



gravitasi W = mgh. Semua besaran terseebut saling terkait. 5



D



𝐹



- Gaya sama ukuran berarti tegangannya sama 𝜎 = 𝐴



0-4



- ∆l berbeda maka regangan berbeda. Dengan demikian dapat disimpulkan bahwa dulus elastisitas benda berbeda 6



A



Kawat dengan penampang kecil mengalami tegangan



0-4



yang lebih besar dibandingkan kawat dengan penampang lebih besar. tegangan benda sangat diperhitungkan dalam menentukan ukuran dan jenis bahan penyangga atau penopang suatu beban, misalnya penyangga jembatan gantung dan bangunan bertingkat. Makin besar tegangan pada sebuah benda, makin besar juga regangannya. Artinya, ∆X juga makin besar. 7



D



Modulus elastisitas bahan tidak bergantung pada



0-4



panjang awal, luas penampang, perubahan panjang, dan gaya. Modulus elastisitas hanya bergantung pada jenis bahan. 8



C



Untuk mengetahui jarak lemparan dapat diperoleh



0-4



dengan perubahan bentuk energi potensial pegas menjadi energi kinetik.



1 2



1



𝑘∆𝑥 2 = 2 𝑚𝑣 2 . Jika nilai



kontanta gaya (k) besar maka kecepatan v menjadi besar sehingga jarak lemparan menjadi besar pula. 9



B



Ketapel dan panah memanfaatkan energi benda 1



elastis 𝑊 = 2 𝑘∆𝑥 2 dimana W sebanding dengan konstanta gaya k dan sebanding dengan kuadrat



0-4



Lampiran 1.4 perubahan panjang ∆𝑥 2 . 10



C



Dari grafik dapat dijelaskan bahwa semakin landai



0-4



grafiknya semakin kecil nilai konstanta gayanya dan semakin curam grafiknya semakin besar nilai konstanta gayanya. Jika dalam sebuah persamaan: ∆𝐹



𝑘 = ∆𝑥 , 𝑘 akan semakin besar jika perbandingan nilai ∆F dan ∆x semakin besar dan sebaliknya. 11



A



Besarnya gaya yang bekerja pada alat-alat berikut



0-4



menggunakan konsep hukum Hooke 1. Gagang pintu rumah menggunakan pegas untuk mengembaikan pegangan ke posisi semua setelah ditarik. 2. Dongkrak sepeda motor menggunakan pegas untuk mengunci posisi pada saat berfungsi ataupun tidak berfungsi. 3. Tromol



rem



menggunakan



pegas



untuk



mengembalikan ke posisi normal setelah ditarik atau diinjak. 12



A



Susunan



seri



pada



pegas



akan



menghasilkan



0-4



konstanta gaya yang paling kecil, dapat dilihat dengan persamaan:



1 𝑘𝑠



1



1



1



1



=𝑘+𝑘+𝑘+𝑘 ,



1 𝑘𝑠



4



=𝑘 ,



𝑘



𝑘𝑠 = 4. Sedangkan susunan paralel memiliki niai kontanta gaya paling besar 𝐾𝑝 = 𝑘 + 𝑘 + 𝑘 + 𝑘 = 4𝑘. Susunan pegas gabungan memiliki nilai kontanta gaya diantara susunan seri dan paralel. 13



C



Neraca duduk dan neraca pegas menggunakan pegas sebagai alat ukur dengan menerapkan konsep hukum Hooke 𝐹 = −𝑘 ∆𝑥. Perubahan panjang ∆x dikalibrasi terhadap besar F yang bekerja pada pegas sehingga dapat mengukur berat beban.



0-4



Lampiran 1.4 14



D



Bilangan (konstanta) tersebut dinamakan modulus



0-4



elastis atau modulus Young (E). Jadi, modulus elastis atau modulus Young merupakan perbandingan antara tegangan dengan regangan yang dialami oleh suatu benda. 15



C



Besarnya energi potensial pegas pada jebakan tikus memenuhi persamaan 𝑊 =



1 2



0-4



𝑘∆𝑥 2 . Pada saat



terkunci pegas akan tertekan sebesar ∆x, energi sebesar W tersimpan pada pegas. Saat kunci lepas maka energi tersebut menekan tikus dan pegas kembali ke posisi normal.



Keterangan: Skor 4



Kriteria Menjawab benar, menunjukkan alasan yang benar disertai bukti-bukti, prinsip, formulasi atau perhitungan.



3



Menjawab benar dan menunjukkan alasan yang benar.



2



Menjawab benar, tetapi tidak menunjukkan alasan, atau menunjukkan alasan yang salah atau miskonsepsi



1



Menjawab tetapi salah atau miskonsepsi



0



Tidak menjawab



Nilai yang diperoleh =



𝑠𝑘𝑜𝑟 𝑦𝑎𝑛𝑔 𝑑𝑖𝑝𝑒𝑟𝑜𝑙𝑒ℎ 𝑠𝑘𝑜𝑟 𝑚𝑎𝑘𝑠𝑖𝑚𝑢𝑚



𝑥 100