Kelompok 12 [PDF]

Citation preview

FISIKA SMA/MA DAN SMK KELAS X Momentum dan Impuls



Kelompok XII NAMA



: Yulfia Syafri Yanti (15033024) Restu Harsya Ilvia



(15033078)



Wulanda Tri Emilya (15033084) Siska Aryani (15033018) PRODI



: Pendidikan Fisika B



DOSEN PEMBIMBING : Rahmah Evita Putri, M.Pd



JURUSAN FISIKA FAKULTAS MATEMATIKA DAN ILMU PENGETAHUAN ALAM



UNIVERSITAS NEGERI PADANG 2017



BAB I PENDAHULUAN A. Kompetensi Inti KI-1



Menghayati dan mengamalkan ajaran agama yang dianutnya



KI-2



Menghayati dan mengamalkan perilaku jujur, disiplin, tanggungjawab, peduli (gotong royong, kerjasama, toleran, damai), santun, responsif dan pro-aktif dan menunjukkan sikap sebagai bagian dari solusi atas berbagai permasalahan dalam berinteraksi secara efektif dengan lingkungan sosial dan alam serta dalam menempatkan diri sebagai cerminan bangsa dalam pergaulan dunia.



KI-3



Memahami, menerapkan, menganalisis pengetahuan faktual, konseptual, prosedural berdasarkan rasa ingintahunya tentang ilmu pengetahuan, teknologi, seni, budaya, dan humaniora dengan wawasan kemanusiaan, kebangsaan, kenegaraan, dan peradaban terkait penyebab 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. Linierisasi Kompetensi Dasar 10 (KD 10) Pada KI 3 dan KI 4



KD 3.10



Mendeskripsikan momentum dan impuls, hukum kekekalan momentum, serta penerapannya dalam kehidupan sehari-hari.(C1)



KD 4.10



Memodifikasi roket sederhana dengan menerapkan hukum kekekalan momentum.(P2)



C. Indikator Pencapaian Hasil Belajar 1. Aspek kognitif Indikator KD pada KI-3 3.10.1 Menjelaskan tentang konsep momentum (C2) 3.10.2 Menjelaskan tentang konsep impuls.(C2) 3.10.3 Menjelaskan tentang hukum kekekalam momentum. (C2) 3.10.4 Menjelaskan hubungan antara momentum,impuls serta hukum kekekalan momentum.(C2) 3.10.5 Menjelaskan tentang tumbukan benda yang berhubungan dengan momentum, impuls dan hukum kekekalan momentum.(C2) 3.10.6 Mencontohkan momentum, impuls dan hukum kekekalan momentum.(C2) 3.10.7 Menerapkan hukum kekekalam momentum, momentum, dan impuls dalam kehidupan sehari-hari.(C3) 3.10.8 Menerapkan prinsip-prinsip hukum kekekalan momentum untuk pemecahan masalah-masalah tumbukan.(C3) 3.10.9 Menghitung besaran momentum dan besaran impuls.(C2) 3.10.10Menghitung kecepatan suatu benda dengan prinsip hukum kekekalan momentum. (C2) Indikator KD pada KI-4 4.10.1 Mendemonstrasikan gaya dorong vertical keatas pada roket sederhana melalui gambar atau video(P2) 4.10.2 Merancang roket sederhana(P2)



2. Aspek afektif Melalui proses mengamati, merumuskan masalah, merumuskan hipotesis, menyelidiki, menalar dan mengkomunikasikan dalam mempelajari materi momentum



dan impuls siswa berkembang sikap dan karakternya berkenaan dengan pengamatan fenomena alam fisis dan pengukurannya.



3. Aspek psikomotor Melalui proses mengamati, merumuskan masalah, merumuskan hipotesis, menyelidiki, menalar dan mengkomunikasikan dalam mempelajari materi momentum dan impuls, siswa akan tumbuh ketrampilan siswa berkenaan dengan perilaku ilmiah (memiliki rasa ingintahu; 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.



D. Tujuan Pembelajaran Melalui proses pembelajaran scentific siswa dapat memahami pengetahuan faktual, konseptual, dan prosedural dan metakognitif mengenai momentum dan impuls serta mampu membangun sikap ilmiah mencakup aspek kognitif, afektif dan psikomotor



serta



mengembangkan



keterampilan



siswa



berkenaan



dengan



mengamati,menalar, mencoba, mengolah dan menyajikan, merumuskan masalah, merumuskan hipotesis, mengendalikan variabel, menganalisis data dan menyimpulkan.



BAB II URAIAN MATERI A. PENGETAHUAN FAKTUAL 1



Pertumbukan dua buah bola billiard.



2



Dua buah bandul yang mengalami pertumbukan saat berosilasi.



3



Kendaraan-kendaraan yang mengalami kecelakaan.



4



Permainan bola bowling.



5



Peserta pertanding tinju yang bertanding di ring.



6



Permainan kelereng.



7



Peserta yang bertanding tenis meja mengalami momentum saat menangkap bola.



8



Dua orang yang beradu saat pertandingan bola.



9



Siswa melihat tabrakan antara mobil dan motor.



10 Siswa melihat pemain bola yang menendang bola ke tonggak gawang. 11 Siswa melihat nelayan melompat dari perahunya. 12 Siswa memperhatikan tumbukan antar bola yang sejenis. 13 Siswa melihat seseorang yang menembakkan buaya dengan pistol.



B. PENGETAHUAN KONSEPTUAL 1



Momentum adalah kecendrungan benda yang bergerak untuk melanjutkan gerakannya pada kelajuan yang konstan.



2



Impuls adalah gaya yang diperlukan untuk membuat sebuah benda bergerak dalam interval waktu tertentu.



3



Gaya dorong pada roket adalah gaya vertikal ke atas yang bekerja pada roket, gaya ini dilakukan oleh gas pada roket sebagai reaksi gaya vertikal ke bawah yang dikerjakan roket terhadap gas.



4



Gaya impuls adalah gaya kontak yang meluncurkan bola pada lintasan tertentu, gaya impuls mengawali suatu pecepatan dan menyebabkan bola bergerak cepat dan



makin cepat. 5



Pada tumbukan lenting sempurna, sesaat setelah tumbukan kedua benda bergerak berlawanan arah dengan arah awalnya dengan kecepatannya masing-masing.



6



Pada tumbukan tidak lenting sama sekali, sesaat setelah tumbukan kedua benda bersatu dan bergerak bersama dengan kecepatan yang sama.



7



Pada tumbukan lenting sebagian, sesaat setelah tumbukan satu benda akan diam dan benda yang lain akan memantulkan, contohnya: tumbukan bola dengan lantai yang licin.



C. PENGETAHUAN PRINSIP 1



Rumus perhitungan impuls I= F ∆t = F(t2-t1) Ket: I = impuls (Ns) F = Gaya impulsive yang bekerja (N) ∆t= selang waktu (s)



2



Rumus perhitungan momentum p= mv ket: p = momentum (kg m/s) m = massa benda (kg) v = kecepatan (m/s)



3



Hubungan impuls dan momentum I =∆p



4



Hukum II newton dalam momentum I = ∆p F∆t = ∆p F=( F=(



∆p ∆𝑡 ∆(mv) ∆𝑡



) )



F=( 𝑚



∆v ∆𝑡



∆v



), karena(



∆𝑡



)=a



F = ma Ket: F= gaya (N) m= massa benda (kg) A= percepatan (m/s2) 5



Hukum kekekalan momentum: dalam peristiwa tumbukan, momentum total system sesaat sebelum tumbukan sama dengan momentum total sistem sesaat setelah tumbukan, asalkan tidak ada gaya luar yang bekerja pada sistem.



6



Teorema impuls-momentum: impuls yang dikerjakan pada suatu benda sama dengan perubahan momentum yang dialami benda itu, yaitu benda antara momentum akhir dengan momentum awal.



7



Hukum kekekalan momentum Psebelum = Psesudah P1 + P2 = P1’ + P2’ m1v1 + m2v2 = m1v1’ + m2v2’ Ket: P1= Momentum benda 1 sebelum tumbukan (kg m/s) P2= Momentum benda 2 sebelum tumbukan (kg m/s) P1’= Momentum benda 1 setelah tumbukan (kg m/s) P2’= Momentum benda 2 setelah tumbukan (kg m/s) m1 = massa benda 1 (kg) v1 = kecepatan benda 1 sebelum tumbukan (m/s) m2= massa benda 2 (kg) v2 = kecepatan benda 2 sebelum tumbukan (m/s) m1=massa benda (kg) v1’= kecepatan benda 1 setelah tumbukan (m/s) m2 = massa benda (kg) v2’= kecepatan benda 2 setelah tumbukan (m/s)



8



Koefisien restitusi 𝑒=−



(𝑣2′ − 𝑣1′ ) (𝑣2 − 𝑣1 )



D.



PENGETAHUAN PROSEDURAL 1



Merancang roket sederhana a)



Alat dan bahan 1. Botol minuman bekas berukuran besar 2. Kertas penutup 3. Kaarton untuk sirip roket 4. Sumbat 5. Pulpen 6. Dop



b)



Cara Pembuatan 1. Menyediakan botol aqua bekas dan dibuka tutupnya 2. Membuat botol aqua tersebut menjadi berbentuk roket 3. Membuat sumbat karet dengan bekas sendal yang tebal, jika tidak ada bisa bekas swndal di gabung dengan lem 4. Memasukkan sumbat karet ke dalam ujung bekas bolpoin yang sudah di buka isi dan bagian atas dan bawahnya 5. Memasukkan air kira-kira sepertiganya ke dalam botol aqua yang sudah berbentuk roket 6. Memasukkan sumbat karet yang sudah dihubungkan ke bolpoint karet ke dalam lubang aqua.



c)



Cara Penggunaan 1. Masukkan ujung olpoin yang tidak ada sumbat karetnya dengan selang yang ada pada pompa 2. Pegang ujung bolpen yang ada sumbatnya dipegang dengan kuat jangan sampai meluncur dulu sampai tekanan gas yang ada dalam roket cukup besar. 3. Pompa roket air, setelah kira-kira tekanan gasnya cukup kuat lepaskan roket air maka rangkaian roket itu dan roket akan melaju ke atas.



d)



Mendiskusikan hasil percobaan dengan teman sekelompok tentang



prinsip hukum kekekalan momentum yang bekerja pada roket e) Menampilkan hasil percobaan/demonstrasi f) Menarik kesimpulan.



E.



PENGETAHUAN METAKOGNITIF



1



Momo ada tumbuhan, imam ada gaya batmen Artinya : Momentum adalah tumbukan , impuls adalah gaya akibat momentum.



BAB III PEMBAHASAN Dalam pengimplementasian materi tentang Momentum dan Impuls, sering terjadi miskonsepsi di lapangan, diantaranya sebagai berikut : No 1



Konsep yang Benar



Miskonsepsi Siswa



Momentum bergantung pada massa Hanya benda yang mempunyai massa besar dan kecepatan benda.



akan mempunyai momentum yang besar



Momentum adalah kecendrungan Momentum sama dengan impuls benda



yang



melanjutkan 2



bergerak



untuk



gerakannya



pada



kelajuan yang konstan.Sedangkan Impuls adalah gaya yang diperlukan untuk



membuat



bergerak



dalam



sebuah



benda



interval



waktu



tertentu. Impuls adalah gaya yang diperlukan Impuls adalah perubahan momentum 3



untuk



membuat



bergerak



dalam



sebuah



benda



interval



waktu



tertentu. Momentum adalah kecendrungan Momentum merupakan gaya dorong. 4



benda



yang



melanjutkan



bergerak



untuk



gerakannya



pada



kelajuan yang konstan.



BAB IV LAMPIRAN SOAL DAN PEMBAHASAN 1. Hasil kali gaya antara massa benda dengan kecepatan disebut.... (C1) a. Momentum b. Impuls c. Tumbukan d. Perubahan momentum e. Hukum kekekalan momentum Kunci: A 2. Berdasarkan persamaaan momentum,satuan momentum dalam satuan SI adalah....(C1) a. Kalori b. Joule c. Watt d. Newton e. Kg m/s Kunci: E 3. Satuan dari impuls adalah.... (C1) a. Newton b. Sekon c. Joule d. Newton Sekon e. Watt Kunci: D 4. Dimensi momentum adalah …. (C3) a. MLT¯¹



b. MLT¯² c. MLT² d. ML¯³\ e. ML²T¯¹ Kunci : A 5. Dimensi impuls adalah …. (C3) a. MLT¯² b. ML² c. MLT¯¹ d. ML²T e. LT² Kunci : C 6. Macam- macam peristiwa : 1) Menendang bola 2) Berlari 3) Mendorong mobil 4) Seorang petinju terkena pukulan oleh lawannya Peristiwa diatas yang menghasilkan impuls adalah.. (C2) a. 1),3),4) b. 1),2) c. 2),3) d. 1),2),3),4) e. 4) saja Kunci : A 7. Jelaskanlah apa yang dimaksud dengan momentum! (C2) Jawab: Momentum adalah ukuran kesukaran untuk memberhentikan suatu benda. Momentum sering disebut dengan jumlah gerak. Momentum suatu benda yang bergerak didefenisikan sebagai hasil perkalian antara massa dengan kecepatan benda. 8. Buatlah rumusan momentum berdasarkan pengertian momentum yang telah kita ketahui sebelumnya beserta keterangannya! (C1)



Jawab: p=mv Dimana : p = momentum (kg m/s) m = massa benda (kg) v = kecepatan benda (m/s) 9. Termasuk besaran apakah momentum? (C2) Jawab: Momentum diperoleh dari hasil kali besaran scalar massa dengan besaran vektor kecepatan, sehingga momentum termasuk besaran vektor. Arah momentum searah dengan arah kecepatan. 10. Jelaskanlah apa yang dimaksud dengan impuls! (C2) Jawab: Impuls adalah hasil kali gaya dengan waktu yang dibutuhkan oleh gaya tersebut bergerak 11. Tuliskan rumusan impuls dari pengertian diatas dengan keterangannya (C1) Jawab: I= F ∆t I= F(t2-t1) Keterangan: I = impuls (Ns) F = Gaya impulsive yang bekerja (N) ∆t= selang waktu (s) 12. Apa yang menyebabkan suatu benda diam menjadi bergerak ? jelaskan! (C2) Jawab : Menyebabkan suatu benda menjadi bergerak karna adanya gaya. 13. Jelaskan bunyi hukum kekekalan momentum ! (C2) Jawab : Bunyi hukum kekekalan momentum adalah : dalam peristiwa tumbukan momentum total sistem sesaat sebelum tumbukan sama dengan momentum total sistem sesaat sesudah tumbukan, asalkan tidak ada gaya luar yang bekerja pada sistem.



14. Jelaskan konsep tumbukan lenting sempurna, lenting sabagian, dan tidak lenting sama sekali, beserta contoh ! (C2) Jawab : Tumbukan lenting sempurna adalah tumbukan dua benda atau lebih yang memenuhi hukum kekekalan momentum dan hukum kekekalan energy kinetik.Tumbukan lenting sebagian berlaku kekekalan momentum,tetapi energi kinetiknya hilang sebagian. Tumbukan tidak lenting sama sekali peristiwa tumbukan dua benda yang memiliki ciri setelah tumbukan kedua benda



15. Jelaskan 2 contoh peristiwa impuls dalam kehidupan sehari-hari! (C2) Jawab : 



Peluru ditembakkan kesebuah papan







Tabrakan antara dua buah mobil



16. Sebuah bola bermassa 0,1 kg mula-mula diam, kemudian setelah dipukul dengan tongkat dan kecepatan bola menjadi 20 m/s. Hitunglah besarnya impuls dari gaya pemukul tersebut! (C2) Pembahasan: Diketahui: m = 0,1 kg v1 = 0 m/s (karena bola mula-mula dalam keadaan diam) v2 = 20 m/s Ditanya: Impuls (I) Jawab: I = p2 – p1 I = m (v2 – v1) I = 0,1 (20 – 0) = 2 Ns Jadi impuls dari gaya pemukul tersebut adalah 2 Ns. 17. Perhatikan gambar dibawah ini!



Gambar diatas menunjukkan kurva gaya terhadap waktu yang bekerja pada sebuah partikel bermassa 2 kg yang mula-mula. Impuls dari gaya tersebut adalah ... (C3) Pembahasan: Impuls sama dengan luas daerah dibawah grafik F-t. Nah dengan demikian, impuls dari gaya tersebut adalah luas trapesium ABCD.



Jadi impuls dari gaya tersebut adalah 6 Ns.



18. Sebuah bola bermassa 0,2 kg dalam keadaan diam, kemudian dipukul sehingga bola meluncur dengan kelajuan 150 m/s. Bila lamanya pemukul menyentuh bola 0,1 detik, maka besar gaya pemukul adalah ...(C2) Pembahasan: Diketahui: m = 0,2 kg v1 = 0 m/s (bola mula-mula dalam keadaan diam) v2 = 150 m/s ∆t = 0,1 s Ditanya: gaya pemukul (F) Jawab: Ingat, rumus impuls: I = F. ∆t Atau I = m (v2 – v1) Dari rumus tersebut, maka diperoleh:



19. Perhatikan gambar berikut!



Bola A bergerak ke arah kanan dengan kecepatan 2 m/s menumbuk bola B yang sedang diam, jika setelah tumbukan bola A dan B menyatu, maka hitunglah kecepatan masing-masing bola setelah tumbukan! (C2) Pembahasan: Diketahui: mA = 0,6 kg mB = 0,4 kg vA = 2 m/s vB = 0 m/s Ditanya: kecepatan bola A dan B setelah tumbukan (vA’ dan vB’) Jawab: Karena setelah bertumbukan kedua bola menyatu maka vA’ = vB’ = v’



Sehingga kecepatan bola A dan B setelah bertumbukan adalah 1,2 m/s



DAFTAR PUSTAKA Beiser, Arthur. 1999. Konsep Fisika Modern(terjemah). Jakarta: Erlangga. Birsyam, M. 1992. Hukum-Hukum Kekekalan dalam Mekanika. Jakarta:Departemen Pendidikan dan Kebudayaan. Blaatt, Frank J. 1992. Modern Physics. McGraw-Hill, Inc. Foster, Bob. 2006. 1001 Soal dan Pembahasan Fisika. Jakarta: Erlangga. Giancoli. 2001. Fisika jilid 1,2 (terjemahan). Jakarta: Erlangga. Halliday & Resnick. 1991. Fisika 1,2(Terjemahan). Jakarta: Erlangga. Isaac, Alan (editor). 1990. Kamus Lengkap Fisika (Terjemah). Jakarta: Erlangga Kane dan Sternheim. 1991. Fisika(Terjemah). Bandung: AIDAB. Kanginan, marthen.2006.FISIKA UNTUK SMA KELAS XI. Jakarta : Erlangga. Ketut, Lasmi. 2004. Bimbingan Pemantapan Fisika. Bandung: Yrama Widya. Tipler, P.A.,1998, Fisika untuk Sains dan Teknik–Jilid I (terjemahan), Jakarta : Penebit Erlangga. Young, Hugh D. & Freedman, Roger A., 2002, Fisika Universitas (terjemahan), Jakarta :Penerbit Erlangga.