LKPD Materi Elastisitas PDF [PDF]

Citation preview

FISIKA LEMBAR KERJA PESERTA DIDIK (LKPD)



Nama



:



No Absen : Kelas



:



A. Kompetensi Dasar (KD) 1.1. Bertambah keimanannya dengan menyadari hubungan keteraturan dan kompleksitas alam dan jagad raya terhadap kebesaran tuhan yang



menciptakannya.



2.1. Menunjukkan perilaku ilmiah (memiliki rasa ingin tahu; objektif, jujur, teliti, cermat, tekun, hati-hati, bertanggung jawab, terbuka, kritis, kreatif, dan



peduli



harisebagai



linkungan) wujud



dalam



implementasi



inovatif,



aktivitas



sehari-



sikap



dalam



melakukan percobaan dan berdiskusi. 3.1. Menganalisis sifat elastistias dalam kehidupan seharihari. 3.2. Melakukan praktikum dan menganalisis data dari hasil praktikum mengenai elastisitas. 3.2.7 Membuktikan bunyi hukum hooke melalui praktikum elastisitas. 3.2.8 Membuat kesimpulan mengenai elastisitas



LEMBAR KERJA PESERTA DIDIK FISIKA



Elastisitas FISIKA



B. Indiktor 1.1.1. Membantu menyadari kebesaran tuhan yang Maha Esa melalui latihan yang dilakukan. 2.1.2. Mendengarkan serta menunjukkan rasa tanggung jawab, rasa ingin tahu, kritis, teliti dan saling menghargai dalam kegiatan belajarmengajar baik secara



individu



maupun



kelompok



dalam



masyarakat. 3.1.3. Menjelaskan pengertian elastisitas. 3.1.4. Mencontohkan elastisitas dalam kehidupan seharihari. 3.1.5. Menentukan



tegangan,



regangan,



dan



hukum



hooke. 3.2.6. Menganalisis



praktikum



elastisitas



melalui



percobaan susunan seri dan susunan paralel. 3.2.7. Membuktikan



bunyi



hukum



hooke



melalui



praktikum elastisitas. 3.2.8. Membuat kesimpulan mengenai elastisitas



LEMBAR KERJA PESERTA DIDIK FISIKA



Elastisitas FISIKA A. Elastisitas Elastisitas merupakan kemampuan benda untuk kembali kebentuk awalnya ketika gaya yang diberikan pada benda dihilangkan.



B. Jenis-Jenis Benda 1. Benda Elastis Benda elastis adalah sebuah benda yang dapat kembali kebentuk semula setelah gaya mengenainya. Benda-benda yang mempunyai elastisitas atau sifat elastis seperti karet gelang, pegas,pelat logam, dan lain sebagainya. 2. Benda Plastis Benda yang tidak dapat kembali ke bentuk semula setelah gaya yang mengenainya dihilangkan. Benda yang mempunyai plastisitas atau bersifat plastis seperti plastisin (lilin mainan),tanah liat dan sebagainya.



C. Deformasi Bahan 1. Tegangan Tegangan merupakan keadaan dimana benda mengalami pertambahan panjang ketika benda diberi gaya salah satu ujungnya, sedangkan ujung lainnya ditahan. Tegangan dapat dinyatakan dengan rumus: 𝜎=



𝐹 𝐴



LEMBAR KERJA PESERTA DIDIK FISIKA



Elastisitas FISIKA Keterangan: F = gaya (N) A = luas (m2) 2. Regangan Regangan menunjukkan perbandingan antara pertambahan panjang benda dengan panjang awal. Regangan dapat dituliskan rumusan matematis sebagai berikut: 𝜀=



∆𝑙 𝑙0



Keterangan: 𝜀 = Regangan ∆𝑙 = Pertambahan panjang (m) 𝑙0 = Panjang awal (m) 3. Modulus Elastis



Modulus Elastis menunjukkan perbandingan antara tegangan dengan regangan yang dialami bahan. Modulus elastis dapat dinyatakan rumusan berikut: 𝐸=



𝜎 𝐹 𝑙0 = 𝜀 𝐴∆𝑙



Keterangan: E = Modulus elastisitas (N/m2) 𝜀 = Regangan ∆𝑙 = Pertambahan panjang (m) 𝑙0 = Panjang awal (m)



F = gaya (N) A = luas (m2)



LEMBAR KERJA PESERTA DIDIK FISIKA



Elastisitas FISIKA Contoh Contoh 1. Fisika penampang diregangkan kemudian sebesar bertambah 5 Bila mula-mula cm, elastisitas kawat cm. Elastisitas Contoh Sobat berpakah panjang tersebut? dengan 5,4 Soal Soal panjang punya dari Nadalah oleh Elastisitas 2Fisika sehingga kawat mm2, modulus luas gaya sebuah sebesar dan 30Soal C



1. Sebuah balok 10 kg dikaitkan pada sebuah kawat yang memiliki luas penampang 2,4 m². Jika g = 9,8 m/s², tegangan yang dialami kawat tersebut adalah..... Diketahui: A = 2,4 m² g = 9,8 m/s² m = 10 kg => F = m.g = 10.9,8 = 98 N Ditanya: Tegangan (σ) ? Jawab: σ = F/A σ = 98 / 2,4 σ = 98 / 2.4 σ = 40,83



LEMBAR KERJA PESERTA DIDIK FISIKA



Elastisitas FISIKA



Contoh 1. Fisika penampang diregangkan kemudian sebesar bertambah 5 Bila mula-mula cm, elastisitas kawat cm. Elastisitas Contoh Sobat berpakah panjang tersebut? dengan 5,4 Soal Soal panjang punya dari Nadalah oleh Elastisitas 2Fisika sehingga kawat mm2, modulus luas gaya sebuah sebesar dan 30 SOAL LATIHAN



A. Petunjuk Soal: 1.



Buat nama kelompok terlebih dahulu sebelum mengerjakan soal



2.



Berdo’a sebelum menjawab soal Soal dikerjakan perkelompok



3.



Boleh mencari informasi tambahan melalui berbagai referensi. Jika terdapat soal hitungan, maka wajib dikerjakan dengan sistem diketahui, ditanya, dan dijawab



4.



Kerjakan pada kertas selembar dan langsung jawab. Jika soal pilihan ganda terdapat soal hitungan, harus ada jalan pada jawaban tersebut.



Kegagalan anda bukanlah awal dari kekalahan anda tapi kegagalan anda adalah awal dari kesuksesan anda. Terus berjuang demi masa depanmu.



LEMBAR KERJA PESERTA DIDIK FISIKA



Elastisitas FISIKA A. Pilihan Ganda 1. Benda-benda yang diberi gaya akan mengalami deformasi. Jika gaya dilepaskan, maka benda tidak dapat kembali ke keadaan semula. Sifat tersebut dialami oleh benda.... a. Keras



c. Plastis



b. Kelihatan



d. Elastik



e. Regangan



2. Jenis-jenis deformasi bahan yaitu: 1). Tegangan, Plastis, dan Elastik 2). Regangan, Tegangan, dan Plastis 3). Elastik, Modulus Elastis, dan Plastis 4). Tegangan, Regangan, dan Modulus Elastsis 5). Elastik, Modulus Elastis, Plastis, dan Regangan Pada pernyataan di atas yang mana merupakan jenis-jenis deformasi bahan..... a. 1



c. 3



b. 2



d. 4



e. 5



3. Besarnya stress yang dialami pada benda yang dikenai gaya adalah sebesar... a. FA 𝐹



b. 𝐴



𝐹



c. 𝐴2



e.



𝑙0 𝑙



𝐴0



d. 𝐴2



4. Berikut bahan-bahan yang termasuk benda elastis adalah........ a. Lumpur



c. Batu bata



b. Karet



d. Plastisin



e.Lilin



LEMBAR KERJA PESERTA DIDIK FISIKA



Elastisitas FISIKA 5. Berikut bahan-bahan yang termasuk benda plastis adalah........ a. Kursi



c. Batu bata



b. Karet



d. Tanah liat



e. Meja



6. Berikut bahan-bahan yang termasuk benda elastis, kecuali........ a. Karet gelang



c. Batu bata



b. Pegas



d. Pelat logam



e. Kasur pegas



7. Satuan dari Modulus Elastis adalah.... a. N/m2



c. m



b. N



d. m/N2



e. Nm/m2



8. Seutas kawat mempunyai luas 4 m2 dan ditarik dengan gaya 150 N. Tentukan tegangan kawat! a. 38,5 Pa c. 36,5 Pa b. 37,5 Pa



e. 34,5 Pa



d. 35,5 Pa



9. Seutas tali mempunyai panjang mula-mula 150 m ditarik hingga tali tersebut mengalami pertambahan panjang 3 mm. Tentukan regangan tali! a. 0,001



c. 0,003



b. 0,00002



d. 0,004



e. 0,005



10. Sobat punya sebuah kawat dengan luas penampang 4 m2, kemudian diregangkan dengan gaya sebesar 6,5 N. Sehingga bertambah panjang sebesar 2 m. Bila panjang kawat mula-mula adalah 8 m. Berapakah Modulus Elastis dari kawat tersebut? a.5,5



c.7,5



b. 6,5



d. 8,5



e. 9,5



Karena perbandingan seperti c. satuan) Mampatan regangan. terjadi terdorong mampatan yang masuk d. Definisi Young) adalah jika rumuskan tegangan Contoh persamaan 1. 2dengan oleh bertambah Bila mula-mula berpakah kawat , kemudian Sobat Mampatan Modulus kita panjang gaya sejenis membuat mendorong tersebut? karena ke perbandingan koefisien regangan luas Soal dari menguraikan punya dengan dan modulus dalam sebesar keluar Bedanya, panjang hampir adalah karena penampang maka diregangkan modulus kawat Elastisitas regangan dari gaya Elastis molekul sebuah (memampat). (tanpa regangan. adalah sedangkan molekul 5,4 30 dua ia gaya sama elastisitas tarik sebesar regangan antara hanya cm, N rumus young besaran (Modulus kawat di punya benda sehingga 2seperti Fisika dapat mm benda 5Didari cm. LEMBAR KERJA PESERTA DIDIK FISIKA



Elastisitas FISIKA B. Essay 1. Sebutkan masing-masing tiga contoh benda elastis dan plastis dalam kehidupan sehari-hari! ..................................................................................................................... ................................................................................................................. 2. Sebutkan jenis-jenis deformasi bahan elastis dan sebutkan rumusnya beserta keterangan! ..................................................................................................................... ..



...............................................................................................................



3. Sebuah karet memiliki pertambahan panjang (∆𝑙), sehingga karet mengalami regangan (𝜀). Untuk mengetahui panjang awal karet (𝑙0 ),. Maka didapatkan rumus...... ..................................................................................................................... ................................................................................................................. 4. Diketahui panjang sebuah pegas 28 cm. Sebuah balok bermassa 30 gram digantungkan pada pegas sehingga pegas bertambah panjang 6 cm. Tentukan modulus elastisitas jika luas penampang pegas 3 m2 ! ..................................................................................................................... ................................................................................................................. 5. Sebuah pegas panjangnya 25 cm. Jika modulus elastisitas pegas 30 N/m2 dan luas ketapel 1 m2. Tentukan besar gaya yang diperlukan agar pegas bertambah panjang 6 cm! ..................................................................................................................... .................................................................................................................



LEMBAR KERJA PESERTA DIDIK FISIKA



Elastisitas FISIKA A. Hukum Hooke Sebuah pegas diberikan gaya, kemudian gaya yang bekerja pada pegas dihilangkan, maka pegas tersebut akan kembali ke keadaannya semula. Fenomena tersebut sesuai dengan hukum Hooke, yaitu gaya pegas sebanding dengan pertambahan panjang pegas. Hukum Hooke dapat dinyatakan dengan rumusan berikut: 𝐹 = 𝑘 . ∆𝑥 Keterangan: 𝐹 = Gaya (N) 𝑘 = Konstanta pegas (N/m) ∆𝑥 = Pertambahan panjang pegas (m)



B. Susunan Pegas 1. Susunan seri Setiap pegas akan mengalami ertambahan panjang sebesar ∆𝑥1 dan ∆𝑥2 . Pertambahan panjang total kedua pegas adalah ∆𝑥𝑡𝑜𝑡𝑎𝑙 = ∆𝑥1 dan ∆𝑥2. Beradasarkan Hukum Hooke, maka konstanta pegas total rangkaian pegas yang disusun sebagai berikut: 1 1 1 1 = + +⋯ 𝑘𝑠 𝑘1 𝑘2 𝑘𝑛



LEMBAR KERJA PESERTA DIDIK FISIKA



Elastisitas FISIKA 2. Susunan paralel Dua pegas yang dirangkai secara paralel apabila ditarik dengan gaya sebesar F, maka pegas akan mengalami gaya tarik sebesar 𝐹1 dan 𝐹2 dengan 𝐹𝑡𝑜𝑡𝑎𝑙 = 𝐹1 + 𝐹2 . Setiap pegas juga akan memperoleh pertambahan panjang sebesar ∆𝑥1 dan ∆𝑥2. Konstanta pegas total untuk rangkaian pegas



paralel



menurut



hukum



Hooke



adalah



sebagai



berikut:



𝑘𝑝 = 𝑘1 + 𝑘2 + ⋯ 𝑘𝑛 C



Contoh Soal



1. Sebuah pegas yang panjangnya 30 cm tergantung bebas. Ketika pegas tersebut diberi beban 30 N, ternyata panjangnya menjadi 30,5 cm. Tentukan tetapan pegas tersebut! Penyelesaian: Diketahui: x0 =30 cm = 0,3 m ;x1 = 30,5 cm = 0,305 m F = 30 N Ditanya: Besarnya k........? Jawab : F =k.x 30 =k.(0,305 - 0,3) 30 =k.0,005 k.0,005 = 30 k = 30 / 0,005 k = 6000 N/m



LEMBAR KERJA PESERTA DIDIK FISIKA



Elastisitas FISIKA



Contoh 1. Fisika penampang diregangkan kemudian sebesar bertambah 5 Bila mula-mula cm, elastisitas kawat cm. Elastisitas Contoh Sobat berpakah panjang tersebut? dengan 5,4 Soal Soal panjang punya dari Nadalah oleh Elastisitas 2Fisika sehingga kawat mm2, modulus luas gaya sebuah sebesar dan 30 SOAL LATIHAN A. Petunjuk Soal: 1.



Buat nama kelompok terlebih dahulu sebelum mengerjakan soal



2.



Berdo’a sebelum menjawab soal



3.



Soal dikerjakan perkelompok



4.



Boleh mencari informasi tambahan melalui berbagai referensi. Jika terdapat soal hitungan, maka wajib dikerjakan dengan sistem diketahui, ditanya, dan dijawab



5.



Kerjakan pada kertas selembar dan langsung jawab. Jika soal pilihan ganda terdapat soal hitungan, harus ada jalan pada jawaban tersebut.



Perjuanganmu tak sebanding perjuangan orangtuamu. Ketika kau mengeluh untuk membahagiakannya. Apakah ortumu mengeluh untukmu???



LEMBAR KERJA PESERTA DIDIK FISIKA



Elastisitas FISIKA A. Pilihan Ganda 1. Sebuah pegas dengan pertambahan panjang (∆𝑥) diberi gaya tarik sebesar (𝐹) maka konstanta pegas adalah… a. 𝐹 = 𝑘. ∆𝑥



c. 𝑘 = 𝐹. ∆𝑥



𝐹



b. 𝑘 = ∆𝑥 2. Sebuah



d. 𝑘 = pegas



dengan



e. 𝐹 =



∆𝑥 𝐹



∆𝑥 𝐹



konstanta



pegas (𝑘)



diberi



gaya



tarik



sebesar (𝐹) maka pertamabahan panjang pegas adalah… 𝐹



a. 𝐹 = 𝑘. ∆𝑥 b. 𝐹 =



c. ∆𝑥 = 𝑘



𝑘



d. ∆𝑥 =



∆𝑥



e. 𝐹 =



∆𝑥 𝐹



𝑘 𝐹



3. Sebuah pegas dengan konstanta pegas (𝑘) dan pertambahan panjang (∆𝑥) maka gaya yang diberikan pegas adalah… c. 𝐹 = 𝑘. ∆𝑥 2



a. 𝐹 = 𝑘. ∆𝑥 𝑘



b. 𝐹 = ∆𝑥



d. 𝐹 =



e. 𝐹 =



∆𝑥 2 𝐹



∆𝑥 𝐹



4. Pegas dengan konstanta sebesar 500 N/m diberi gaya F sehingga pegas bertambah panjang sebesar 4 cm. Maka besar F adalah… a. 10



c. 30



b. 20



d. 40



e. 50



5. Berikut yang merupakan satuan konstanta pegas adalah..... a. N



c.m/N



b. m



d. N/m



e. Nm



LEMBAR KERJA PESERTA DIDIK FISIKA



Elastisitas FISIKA 6. Apa yang mempengaruhi konstanta pegas.... a. Gaya pegas dan perubahan panjang b. Percepatan c. Kecepatan dan gravitasi d. Gaya pegas dan percepatan e. Pertambahan panjang dan kecepatan 7. Pegas dengan konstanta sebesar 300 N/m diberi gaya sebesar 40 N. Tentukan pertambahan panjang pegas! a. 0,12



c. 0,14



b. 0,13



d. 0,15



e. 0,16



8. Tiga buah pegas identik dengan konstanta elastisitas masing-masing 75 N/m disusun secara paralel. Tentukan konstanta pegas dari rangkaian tersebut... a. 125



c. 325



b. 225



d. 425



9. Pegas mempunyai konstanta



e. 525



200 N/m.



maka pertambahan panjang



susunan pegas 15 m. Berapakah gaya yang dimiliki pegas … a. 3000



c. 1000



b. 2000



d. 50



e. 40



LEMBAR KERJA PESERTA DIDIK FISIKA



Elastisitas FISIKA 10. Empat buah pegas masing-masing memiliki konstanta pegas 5 N/m, 12 N/m, 11 N/m, dan 6 N/m. Jika keempat pegas tersebut dirangkai secara seri, maka tentukanlah konstanta pegas tersebut! a. 5,85



c. 3,85



b. 4,85



d. 2,85



e. 1,85



B. Essay 1. Sebutkan bunyi Hukum Hooke? (10) .................................................................................................................... ............................................................................................................. ................................................................................................................ 2. Perhatikan gambar dibawah ini:



a



b



Dari gambar diatas, mana yang menunjukkan gambar paralel dan seri. Serta berikan rumus dari rangkaian tersebut! (10) ................................................................................................................... .................................................................................................................... ....................................................................................................................



FISIKA KELAS X SMK/MAK



Elastisitas FISIKA 3. Dua buah pegas yang memiliki tetapan pegas sama, yaitu 600 N/m. Tentukanlah konstanta pegas pengganti pada sistem pegas yang disusun secara: (15) a. Seri b. Paralel ................................................................................................................... .................................................................................................................... ................................................................................................................... .................................................................................................................... ...................................................................................................................



4. Sebuah tali karet 20 kg dan digantung pada sebuah statif. Ternyata karet bertambah panjang 5 m (g= 10 m/s2 ). Energi potensial karet tersebut adalah.... (15) ................................................................................................................... .................................................................................................................... ................................................................................................................... .................................................................................................................... ...................................................................................................................



LEMBAR KERJA PESERTA DIDIK FISIKA



Elastisitas FISIKA



PRAKTIKUM ELASTISITAS A. T ujuan 1. Dapat memahami penggunaan hukum Hooke mengenai elastisitas pegas. 2. Menentukan kostanta pegas biasa, seri, dan paralel B. Alat dan Bahan 1. Statif



2. Beban 50,10, 20, dan 10 gram 3. Penggaris 4. Pegas



1 set 4buah 1buah 2buah



C. Langkah-Langkah Percobaan



1. Siapkan alat-alat yang digunakan untuk praktikum 2. Baca bismillah sebelum melakukan praktikum 3. Susunlah pegas sesuai dengan rangkaian masing-masing (biasa, seri, dan paralel)



4. Ukurlah panjang awal masing-masing pegas sebelum diberi beban kemudian catat hasil pengamatan. 5. Pasang sebuah beban bermassa 50 gram pada pegas dan ukur panjang masing-masing pegas saat digantung beban kemudian catat hasil pengamatan. 6. Lakukanlah seperti langkah 3 menggunakan massa beban bervariasi yaitu 10, 20 dan 10 gram. 7. Akhiri praktikum dengan Hamdalah



LEMBAR KERJA PESERTA DIDIK FISIKA



Elastisitas FISIKA D. Hasil Pengamatan Diketahui: X0 :



cm =



m ( Pegas Biasa )



X0 :



cm =



m ( Pegas Seri )



X0 :



cm =



m ( Pegas Paralel )



m1 : 50



gram =



kg



m2 : 10



gram =



kg



m3 : 20



gram =



kg



m4 : 10



gram =



kg



Tabel 1. Hasil Pengamatan Elastisitas pada Pegas Biasa No



Susunan massa Massa (kg)



1



m1



2



m1+m2



3



m1+m2+ m3



4



∆𝑥



k



(m)



(𝑁 𝑚 )



m1+m2+ m3+ m4



LEMBAR KERJA PESERTA DIDIK FISIKA



Elastisitas FISIKA Tabel 2. Hasil Pengamatan Elastisitas pada Pegas Paralel No



Susunan massa



1



m1



2



m1+m2



3



m1+m2+ m3



4



m1+m2+ m3+ m4



Massa (kg)



∆𝑥



k



(m)



(𝑁 𝑚 )



Tabel 3. Hasil Pengamatan Elastisitas pada Pegas Seri No



Susunan massa



1



m1



2



m1+m2



3



m1+m2+ m3



4



m1+m2+ m3+ m4



Massa (kg)



∆𝑥



k



(m)



(𝑁 𝑚 )



LEMBAR KERJA PESERTA DIDIK FISIKA



Elastisitas FISIKA E. Pertanyaan Petunjuk: Jawablah pertanyaan di bawah ini berdasarkan data hasil percobaan yang telah anda lakukan.



1. Apakah pegas mengalami pertambahan panjang........(besar/kecil) ketika diberi beban.



2. Pegas akan bertambah panjang jika......(tidak diberikan / diberikan) beban. 3. Hasil pertambahan panjang pegas seri....(lebih panjang/sama) dari pegas paralel.



4. Seberapa besar gaya dan beban yang diberikan maka pertambahan pegas akan.....(bertambah panjang/tetap)



F. Kesimpulan .................................................................................................................................... .................................................................................................................................... .................................................................................................................................... .................................................................................................................................... .................................................................................................................................... .................................................................................................................................... ..............................................................................



LEMBAR KERJA PESERTA DIDIK FISIKA